JP4469368B2 - Visceral nerve stimulation for the treatment of obesity - Google Patents
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Description
本発明は、病状の処置のための神経刺激に関する。 The present invention relates to neural stimulation for the treatment of medical conditions.
肥満は、米国において約20%の率で蔓延している。肥満に関連する米国の年間医療費は、2000億ドルを超えるものと見積もられている。肥満は、30kg/m2を超える肥満度指数(BMI)にて定義される。BMIの正常値は18.5〜25kg/m2であり、太りすぎの人々のBMIは25〜30である。肥満は、中程度(クラスI)、重症(クラスII)、および非常に重症(クラスIII)の3群に分類される。BMIが30を超える患者は、糖尿病、心臓および腎臓疾患、異常脂質血症、高血圧症、睡眠時無呼吸、および整形外科的問題などの深刻な同時罹患の危険に晒されている。 Obesity is prevalent in the United States at a rate of about 20%. US annual medical costs associated with obesity are estimated to exceed $ 200 billion. Obesity is defined by a body mass index (BMI) greater than 30 kg / m 2 . The normal value of BMI is 18.5-25 kg / m 2 and the BMI of overweight people is 25-30. Obesity is divided into three groups: moderate (Class I), severe (Class II), and very severe (Class III). Patients with a BMI greater than 30 are at risk of serious co-morbidities such as diabetes, heart and kidney disease, dyslipidemia, hypertension, sleep apnea, and orthopedic problems.
肥満は、脂肪の蓄積に純増加をきたすような、食糧摂取量とエネルギー消費の不均衡に起因している。過剰な食糧摂取量、エネルギー消費の低下、またはそれらの双方によってこの不均衡が引き起こされ得る。食糧摂取量を制御する食欲および満腹感は、視床下部により脳において部分的に制御される。エネルギー消費もやはり、視床下部において部分的に制御される。視床下部は自律神経系を調節するが、これは交感神経と副交感神経に分岐している。交感神経系は通常、心拍数、血圧、および代謝を増大することにより、身体を活動に対して備えさせる。副交感系は、心拍数低下、血圧低下、および消化刺激により、身体を安静に対して備えさせる。外側視床下部の破壊によって、空腹感の抑制、食糧摂取量の低減、体重減少、および交感神経活動の増大がもたらされる。これに対して、視床下部腹内側核の破壊の結果、満腹感の抑制、過剰な食糧摂取量、体重増加、および交感神経活動の低下がもたらされる。内臓神経は消化器および副腎を補充または神経支配する交感ニューロンを担持し、そして迷走神経は消化器系を神経支配する副交感ニューロンを担持しており、視床下部の破壊に呼応した摂食および体重増加に関わっている。 Obesity is caused by an imbalance between food intake and energy consumption that results in a net increase in fat accumulation. This imbalance can be caused by excessive food intake, reduced energy consumption, or both. Appetite and satiety controlling food intake are partly controlled in the brain by the hypothalamus. Energy consumption is also partially controlled in the hypothalamus. The hypothalamus regulates the autonomic nervous system, which branches into sympathetic and parasympathetic nerves. The sympathetic nervous system usually prepares the body for activity by increasing heart rate, blood pressure, and metabolism. The parasympathetic system prepares the body for rest by reducing heart rate, lowering blood pressure, and digestive stimuli. The destruction of the lateral hypothalamus results in reduced hunger, reduced food intake, weight loss, and increased sympathetic activity. In contrast, the destruction of the hypothalamic medial nucleus results in reduced satiety, excessive food intake, weight gain, and decreased sympathetic activity. Visceral nerves carry sympathetic neurons that replenish or innervate the gastrointestinal tract and adrenal gland, and the vagus nerve carries parasympathetic neurons that innervate the digestive system, feeding and weight gain in response to hypothalamic destruction Is involved.
実験および観察による証拠によって、食糧摂取量と交感神経系活動との間に相互関係があることが示されている。交感神経活動の増大は食糧摂取量を低下させ、そして交感神経活動の低下は食糧摂取量を増加させる。特定のペプチド(例えば、ニューロペプチドY、ガラニン)は交感神経活動を低下させつつ、食糧摂取量を増加させることが知られている。その他、コレシストキニン、レプチン、エンテロスタチンなどは、食糧摂取量を低下させ、且つ交感神経活動を増大させる。加えて、ニコチン、エフェドリン、カフェイン、サビトラミン(subitramine)、デクスフェンフルラミンなどの薬物は、交感神経活動を増大し、そして食糧摂取量を低下させる。 Experimental and observational evidence indicates that there is a correlation between food intake and sympathetic nervous system activity. Increased sympathetic activity decreases food intake and decreased sympathetic activity increases food intake. Certain peptides (eg, neuropeptide Y, galanin) are known to increase food intake while reducing sympathetic activity. In addition, cholecystokinin, leptin, enterostatin and the like reduce food intake and increase sympathetic nerve activity. In addition, drugs such as nicotine, ephedrine, caffeine, subitramine, dexfenfluramine increase sympathetic activity and reduce food intake.
グレリンは、空腹感に関わる、胃によって分泌されるもう一つのペプチドである。食事時間の直前に、血漿レベルのピークが生じ、グレリンレベルは体重減少の後に増加する。交感神経活動は、グレリンの分泌を抑制することができる。PYYは、満腹感に関与し、腸から放出されるホルモンである。PYYレベルは食事を消化した後に増加する。交感神経活動は、PYY血漿レベルを増加させることができる。 Ghrelin is another peptide secreted by the stomach that is involved in hunger. Just before mealtime, a peak in plasma levels occurs and ghrelin levels increase after weight loss. Sympathetic activity can suppress ghrelin secretion. PYY is a hormone that is involved in satiety and is released from the intestines. PYY levels increase after digesting the meal. Sympathetic activity can increase PYY plasma levels.
食欲は、様々な心理社会的因子によって刺激されるが、低血中グルコースレベルによっても刺激される。グルコースレベルに対して感受性の視床下部の細胞は、空腹感刺激に関与していると考えられている。交感神経活動は、血漿グルコースレベルを増加させる。満腹感は、胃の膨張および胃の内容排出の遅延によって促進される。交感神経活動は、胃と十二指腸の運動性を低減して、胃の膨張を引き起こし、また幽門括約を増大させることができ、その結果、膨張と胃の内容排出の遅延とをもたらすことができる。 Appetite is stimulated by various psychosocial factors, but also by low blood glucose levels. Hypothalamic cells sensitive to glucose levels are thought to be involved in hunger stimulation. Sympathetic activity increases plasma glucose levels. A feeling of satiety is facilitated by a delay in stomach swelling and gastric emptying. Sympathetic activity can reduce gastric and duodenal motility, cause gastric dilatation, and increase pyloric sphincture, resulting in dilation and delayed gastric emptying .
交感神経系は、エネルギー消費および肥満に関与している。齧歯類において遺伝的に引き継がれた肥満は、脂肪組織およびその他の末梢器官に対する交感神経活動の低減によってその特徴が示される。カテコールアミン類およびコルチゾールは交感神経系によって放出されるが、安静時のエネルギー消費に用量依存的な増加を引き起こす。ヒトにおいて、体脂肪と血漿カテコールアミンレベルとの間に負の相関が報告されている。痩身のヒト被検者過食または減食は、エネルギー消費および交感神経系賦活化に対して有意な効果を有する。例えば、肥満の被検者における体重減少は、エネルギー消費の代償的な減少に関わり、それが先に減少した体重の回復を促進する。エフェドリン、カフェインおよびニコチンなどの交感神経系を賦活化する薬物は、エネルギー消費を増加させることが知られている。喫煙者は体脂肪蓄積が低く、エネルギー消費が増大していることが知られている。 The sympathetic nervous system is involved in energy expenditure and obesity. Obesity inherited genetically in rodents is characterized by reduced sympathetic activity on adipose tissue and other peripheral organs. Catecholamines and cortisol are released by the sympathetic nervous system but cause a dose-dependent increase in resting energy expenditure. In humans, a negative correlation has been reported between body fat and plasma catecholamine levels. Slimming human subject overeating or reduced eating has a significant effect on energy expenditure and sympathetic nervous system activation. For example, weight loss in obese subjects is associated with a compensatory decrease in energy expenditure, which promotes the recovery of previously lost weight. Drugs that activate the sympathetic nervous system, such as ephedrine, caffeine and nicotine, are known to increase energy expenditure. Smokers are known to have low body fat accumulation and increased energy consumption.
交感神経系はまた、脂肪および炭水化物など、消費の増大のためのエネルギー基質を調節するうえでも重要な役割を果たしている。グリコーゲンおよび脂肪代謝は、交感神経賦活化によって増大し、増加したエネルギー消費を支持する必要がある。 The sympathetic nervous system also plays an important role in regulating energy substrates for increased consumption, such as fat and carbohydrates. Glycogen and fat metabolism are increased by sympathetic activation and need to support increased energy consumption.
通常の麻酔下に、複数の内臓神経の急激な電気的賦活化を行う動物での研究により、種々の生理的な変化が引き起こされる。イヌおよびウシにおける単一の内臓神経の電気的賦活化は、周波数に依存した、カテコールアミン、ドーパミン、およびコルチゾール分泌の増加を引き起こす。エネルギー消費の増大を引き起こす血漿レベルが達成され得る。麻酔下で副腎摘出をしたブタ、ウシ、およびイヌにおいて、単一内臓神経の急激な賦活化は、血中グルコースの増加とグリコーゲンの肝臓蓄積の低減を引き起こす。イヌでは、単一の内臓神経の電気的賦活化は幽門括約機能の増加と十二指腸の運動性低減を引き起こす。交感および内臓神経の賦活化は、インスリンおよびレプチンホルモン分泌の抑制を引き起こすことができる。 Various physiological changes are caused by studies on animals that undergo rapid electrical activation of multiple visceral nerves under normal anesthesia. Electrical activation of a single visceral nerve in dogs and cattle causes a frequency-dependent increase in catecholamine, dopamine, and cortisol secretion. Plasma levels can be achieved that cause increased energy consumption. In pigs, cattle, and dogs with adrenalectomy under anesthesia, rapid activation of a single visceral nerve causes an increase in blood glucose and a decrease in liver accumulation of glycogen. In dogs, electrical activation of a single visceral nerve causes increased pyloric sphincter function and reduced duodenal motility. Sympathy and activation of visceral nerves can cause suppression of insulin and leptin hormone secretion.
肥満に対する一次治療は、食糧摂取量の低減と運動の増加を含めた行動修正である。しかしながら、これらの手段は失敗することが多く、前記の薬剤を使用する薬理的処置で食欲を低下させ、且つエネルギー消費を増大させて、行動上の処置が補強される。これらの作用を引き起こすことのできる他の薬剤としては、ドーパミンおよびドーパミン類似体、アセチルコリンおよびコリンエステラーゼインヒビターが挙げられる。薬理療法は通常、経口的に行なわれ、頻脈、発汗、および高血圧などの副作用をもたらす。加えて、さらに高用量であっても薬物への応答が低下するという、耐性が現れる可能性がある。 The primary treatment for obesity is behavior modification, including reducing food intake and increasing exercise. However, these measures often fail, and pharmacological treatments using such drugs reduce appetite and increase energy expenditure, reinforcing behavioral treatments. Other agents that can cause these effects include dopamine and dopamine analogs, acetylcholine and cholinesterase inhibitors. Pharmacological therapy is usually given orally and causes side effects such as tachycardia, sweating, and hypertension. In addition, tolerance may be manifested in that the response to the drug is reduced even at higher doses.
さらに過激な形式の治療として、手術が挙げられる。一般的に、これらの手段にあっては、胃のサイズを縮小し、および/または胃を回避するように腸のシステムが経路変更される。代表的な手段は、胃のバイパス手術および胃のバンディングである。これらの
手段は肥満の処置には非常に有効となり得るが、侵襲性が高く、生活様式の変化を余儀なくして、また重篤な合併症を伴い得る。
A more radical form of treatment is surgery. Generally, in these means, the intestinal system is rerouted to reduce the size of the stomach and / or avoid the stomach. Typical measures are gastric bypass surgery and gastric banding. These measures can be very effective in the treatment of obesity, but are highly invasive, necessitating lifestyle changes and can be associated with serious complications.
肥満に対する処置の実験的形式としては、胃の電気的刺激(胃のペーシング)および迷走神経(副交感系)の電気的刺激が挙げられる。これらの治療では、パルス発生器を使用し、移植された電極を介して胃または迷走神経を電気的に刺激する。これらの治療の意図は、満腹感の促進および/または食欲の減退を通じて食糧摂取量を低減することにあり、これらの治療のいずれも、エネルギー消費に影響を及ぼすものではないと考えられている。Cigainaの米国特許第5,423,872号には、胃を電気的にペーシングすることにより摂食障害を処置するための推定上の方法が記載されている。Wernickeの米国特許第5,263,480号には、迷走神経を電気的に賦活化することにより肥満を処置するための推定上の方法が開示されている。これらの治療のいずれも、エネルギー消費を増加するものではない。 Experimental forms of treatment for obesity include electrical stimulation of the stomach (gastric pacing) and electrical stimulation of the vagus nerve (parasympathetic system). In these treatments, a pulse generator is used to electrically stimulate the stomach or vagus nerve through the implanted electrodes. The intent of these treatments is to reduce food intake through the promotion of satiety and / or loss of appetite, and none of these treatments are thought to affect energy expenditure. Cigaina US Pat. No. 5,423,872 describes a putative method for treating eating disorders by electrically pacing the stomach. Wernicke US Pat. No. 5,263,480 discloses a putative method for treating obesity by electrically activating the vagus nerve. None of these treatments increase energy consumption.
本発明には、高周波場と誘導的に繋がれた無線電極で交感神経系を電気的に賦活化することによって、肥満または他の障害を処置するための方法が含まれる。肥満は遠心性交感神経系を賦活化し、これによりエネルギー消費を増加させ、且つ食糧摂取量を低下させることによって処置することができる。刺激は、交感神経鎖神経節、内臓神経(大、小、最小)、または末梢神経節(例えば、腹腔、腸間膜の)などの交感神経系の様々な領域の付近に移植されたか、または取り付けられた電極と、高周波パルス発生器とを使用して成し遂げられる。好ましくは、肥満治療には、内臓神経または腹腔神経節などといった消化器系、副腎および腹部脂肪組織を神経支配する交感神経系の電気的賦活化が利用される。中枢神経系の満腹感を与えるべく、求心性刺激を完遂することもできる。求心性刺激は、反射弓によって、遠心性刺激に対して二次的に起こり得るものである。求心性および遠心性刺激の双方を成し遂げることができるので好ましい。 The present invention includes a method for treating obesity or other disorders by electrically activating the sympathetic nervous system with a wireless electrode inductively coupled to a high frequency field. Obesity can be treated by activating the efferent sympathetic nervous system, thereby increasing energy expenditure and reducing food intake. Stimulation has been implanted near various areas of the sympathetic nervous system, such as sympathetic ganglia, visceral nerves (large, small, minimal), or peripheral ganglia (eg, peritoneal cavity, mesentery), or This is accomplished using attached electrodes and a radio frequency pulse generator. Preferably, for the treatment of obesity, electrical activation of the sympathetic nervous system that innervates the digestive system, such as the visceral nerve or celiac ganglion, adrenal gland and abdominal adipose tissue is used. Centripetal stimulation can also be completed to give the central nervous system fullness. Centripetal stimulation can occur secondary to efferent stimulation by a reflex arch. This is preferred because it can accomplish both centripetal and efferent stimulation.
この肥満処置方法は、例えば、一般的な交感系賦活化の増大および賦活化に伴う血漿グルコースレベルの増加を含めた様々な機構によって、食糧摂取量を低下させ得る。満腹感は、蠕動の低減、胃膨張、および/または胃内容排出の遅延を引き起こす幽門および十二指腸に対する直接的な作用によって生じ得る。加えて、グレリン分泌の低減および/またはPYY分泌の増加が、食糧摂取量を低下させ得る。本方法はまた、おそらくは消化酵素および消化液の分泌の低下、ならびに胃腸管系運動性の変化により食物吸収を低減することによっても、体重減少を引き起こすことができる。本発明者らは、本明細書に開示した刺激パラメータに従う内臓神経刺激の結果として、糞便排出量の増加、PYY濃度の(食糧摂取量に対する)増加、およびグレリン濃度の(食糧摂取量に対する)低下について述べる。 This method of obesity treatment can reduce food intake by a variety of mechanisms including, for example, increased general sympathetic activation and increased plasma glucose levels associated with activation. A feeling of satiety can be caused by direct effects on the pylorus and duodenum causing reduced peristalsis, gastric dilatation, and / or delayed gastric emptying. In addition, reducing ghrelin secretion and / or increasing PYY secretion can reduce food intake. The method can also cause weight loss by reducing food absorption, possibly due to decreased secretion of digestive enzymes and digestive fluids, and changes in gastrointestinal motility. We have increased fecal excretion, increased PYY concentration (relative to food intake), and decreased ghrelin concentration (relative to food intake) as a result of visceral nerve stimulation according to the stimulation parameters disclosed herein. Is described.
本発明の肥満処置方法は、副腎からのカテコールアミン、コルチゾール、およびドーパミン放出を引き起こすことによっても、エネルギー消費を増加させ得る。この治療は、これらのホルモンの放出で滴定することができる。脂肪および炭水化物代謝も、やはり交感神経賦活化によって増大するが、エネルギー消費の増大を伴うであろう。この治療によって誘導される他のホルモン性の作用には、インスリン分泌の低下が含まれ得る。あるいは、本方法は体重増加に伴って低下するカテコールアミンレベルを標準化するために使用してもよい。 The obesity treatment method of the present invention can also increase energy expenditure by causing catecholamine, cortisol, and dopamine release from the adrenal glands. This treatment can be titrated with the release of these hormones. Fat and carbohydrate metabolism is also increased by sympathetic activation, but with increased energy consumption. Other hormonal effects induced by this treatment may include a decrease in insulin secretion. Alternatively, the method may be used to normalize catecholamine levels that decrease with weight gain.
肥満を処置するための電気的交感神経賦活化は、平均動脈圧(MAP)の上昇を引き起こすことなく完遂されることが好ましい。これは、比較的短い信号−導通時間(すなわち、「導通期間」)とそれに続く同等またはもっと長い信号−非導通時間(すなわち、「非導通期間」)を伴う適切な刺激パターンを使用することによって成し遂げることができる。賦活化による治療の間、安全限度以内にある平均的なMAPで、MAPに正弦波様の変動が起こる可能性がある。あるいは、プラゾシンなどのアルファ交感神経受容体遮断薬を、MAPの増加を鈍化するために使用することができる。 The electrical sympathetic nerve activation for treating obesity is preferably accomplished without causing an increase in mean arterial pressure (MAP). This is done by using an appropriate stimulation pattern with a relatively short signal-conduction time (ie, “conduction period”) followed by an equivalent or longer signal-nonconduction time (ie, “non-conduction period”). Can be achieved. During treatment with activation, MAP may experience sinusoidal variations with an average MAP that is within safe limits. Alternatively, alpha sympathetic receptor blockers such as prazosin can be used to slow down the increase in MAP.
電気的交感神経賦活化は、治療の間に達成されるカテコールアミンの血漿レベルで滴定することができる。これにより、治療の監視と、安全なレベルのエネルギー消費の増加の達成が許容される。この治療はまた、血漿グレリンレベルまたはPYYレベルでも滴定することができる。 Electrical sympathetic activation can be titrated at the plasma level of catecholamines achieved during treatment. This allows for monitoring therapy and achieving a safe level of increase in energy consumption. This treatment can also be titrated at plasma ghrelin levels or PYY levels.
交感神経の電気的変調(阻害または賦活化)は、拒食症または過食症などといったその他の摂食障害を処置するのに使用することもできる。例えば、交感神経の阻害は、拒食症を処置するのに有用であり得る。交感神経の電気的変調はまた、消化性潰瘍、食道逆流、胃不全麻痺、および過敏性腸症などの胃腸管系疾患を処置するのに使用してもよい。例えば、大腸を神経支配する内臓神経の刺激は、下痢によって特徴付けられる過敏性腸症候群の症状を低減し得る。特定の疼痛ニューロンが交感神経に担持されているので、交感神経系の電気的な神経変調によって疼痛も処置され得る。この治療は、II型糖尿病を処置するためにも使用し得る。これらの状態は、様々な程度の阻害または刺激を必要とする可能性がある。 Sympathetic electrical modulation (inhibition or activation) can also be used to treat other eating disorders such as anorexia or bulimia. For example, sympathetic inhibition can be useful for treating anorexia nervosa. Sympathetic electrical modulation may also be used to treat gastrointestinal diseases such as peptic ulcers, esophageal reflux, gastric insufficiency, and irritable bowel disease. For example, stimulation of visceral nerves that innervate the large intestine can reduce the symptoms of irritable bowel syndrome characterized by diarrhea. Since certain pain neurons are carried by the sympathetic nerve, pain can also be treated by electrical neuromodulation of the sympathetic nervous system. This therapy can also be used to treat type II diabetes. These conditions can require varying degrees of inhibition or stimulation.
実施形態として、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、その哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは、刺激強度、導通時間、および非導通時間を含み、且つその刺激パターンは、非導通時間に対する導通時間の比が約0.75以下になるように設定されている方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition comprising the step of electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal. The stimulation pattern includes stimulation intensity, conduction time, and non-conduction time, and the stimulation pattern is configured such that the ratio of conduction time to non-conduction time is about 0.75 or less. Can be mentioned.
実施形態によっては、刺激パターンは、非導通時間に対する導通時間の比が約0.5以下になるように設定され、そして実施形態によっては、約0.3以下に設定される。 In some embodiments, the stimulation pattern is set such that the ratio of conduction time to non-conduction time is about 0.5 or less, and in some embodiments is set to about 0.3 or less.
実施形態によっては、刺激パターンは、導通時間が約2分以下になるように設定される。実施形態によっては、刺激パターンは、導通時間が約1分以下になるように設定される。実施形態によっては、刺激パターンは、導通時間が約1分以下で、非導通時間が約1分以上になるように設定される。 In some embodiments, the stimulation pattern is set such that the conduction time is about 2 minutes or less. In some embodiments, the stimulation pattern is set such that the conduction time is about 1 minute or less. In some embodiments, the stimulation pattern is set such that the conduction time is about 1 minute or less and the non-conduction time is about 1 minute or more.
実施形態によっては、刺激パターンは、導通時間が約15秒を上回るように設定される。実施形態によっては、刺激パターンは、導通時間が約30秒を上回るように設定される。 In some embodiments, the stimulation pattern is set such that the conduction time is greater than about 15 seconds. In some embodiments, the stimulation pattern is set such that the conduction time is greater than about 30 seconds.
実施形態によっては、時間とともに刺激強度を変動させる工程、場合によっては毎日、時間とともに刺激強度を増加させることによる工程がさらに含まれる。 In some embodiments, the method further includes the step of varying the stimulus intensity over time, possibly by increasing the stimulus intensity over time daily.
実施形態によっては、内臓神経に一方向性の活動電位を創出する工程がさらに含まれる。これには、内臓神経に陽極性ブロックを創出することが含まれる。 In some embodiments, the method further includes creating a unidirectional action potential in the visceral nerve. This includes creating an anodic block in the visceral nerve.
実施形態として、病状を処置するための方法であって、その方法は、刺激パターンに従って、第一期間の間に哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは、刺激強度を含み、且つ第一期間中にその哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定されており、且つ第二期間中にその哺乳類の正味の体重が減少するように、第二期間の間に内臓神経の電気的賦活化を低減または停止する工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising electrically activating visceral nerves in a mammal during a first period according to a stimulation pattern, the stimulation pattern comprising: During the second period so that it includes strength and is set to cause a net weight loss in the mammal during the first period and the net weight of the mammal decreases during the second period. Examples include a method including a step of reducing or stopping electrical activation of visceral nerves.
実施形態によっては、第一期間は、約2週間から約15週間の間である。実施形態によっては、第一期間は、約6週間から約12週間の間である。実施形態によっては、第二期間は、約1週間から約6週間の間である。実施形態によっては、第二期間は、約2週間から約4週間の間である。 In some embodiments, the first period is between about 2 weeks and about 15 weeks. In some embodiments, the first period is between about 6 weeks and about 12 weeks. In some embodiments, the second period is between about 1 week and about 6 weeks. In some embodiments, the second period is between about 2 weeks and about 4 weeks.
実施形態によっては、内臓神経を電気的に賦活化する工程は、哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度とほぼ同等の刺激強度を内臓神経に送ることを含む。実施形態によっては、内臓神経への刺激強度は、哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約2倍である。実施形態によっては、内臓神経への刺激強度は、哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約5倍である。実施形態によっては、内臓神経への刺激強度は、哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約8倍である。 In some embodiments, the step of electrically activating the visceral nerve includes sending a stimulation intensity to the visceral nerve that is approximately equivalent to that required to cause skeletal muscle spasm in the mammal. In some embodiments, the intensity of stimulation of visceral nerves is at least about twice that required to produce skeletal muscle spasm in a mammal. In some embodiments, the intensity of stimulation of the visceral nerve is at least about 5 times the intensity of stimulation required to produce skeletal muscle spasm in the mammal. In some embodiments, the intensity of stimulation of the visceral nerve is at least about 8 times the intensity of stimulation required to produce skeletal muscle spasm in the mammal.
実施形態として、病状を処置するための方法であって、その方法は、刺激パターンに従って、約24時間以内の第一期間の間に哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは刺激強度を含み、且つその哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定されており、且つ約24時間以内の第二期間の間に内臓神経の電気的賦活化を停止する工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition comprising the step of electrically activating visceral nerves in a mammal during a first period of less than about 24 hours according to a stimulation pattern, the method comprising: The stimulation pattern includes stimulation intensity and is configured to result in a net weight loss in the mammal and includes stopping electrical activation of visceral nerves for a second period of about 24 hours or less. A method is mentioned.
実施形態によっては、電気的に賦活化する工程および電気的賦活化を停止する工程を繰り返すことがさらに含まれる。実施形態によっては、第一期間と第二期間の和が約24時間に等しい。 Some embodiments further include repeating the electrical activation step and the electrical activation stop step. In some embodiments, the sum of the first period and the second period is equal to about 24 hours.
実施形態として、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、その哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは、刺激強度および周波数を含み、且つその周波数は約15Hz以上で、骨格筋攣縮を最小限に抑える方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition comprising the step of electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal. And the stimulation pattern includes stimulation intensity and frequency, and the frequency is about 15 Hz or more, and includes a method of minimizing skeletal muscle spasm.
実施形態によっては、周波数は約20Hz以上である。実施形態によっては、周波数は約30Hz以上である。 In some embodiments, the frequency is about 20 Hz or higher. In some embodiments, the frequency is about 30 Hz or higher.
実施形態によっては、刺激強度は哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約5倍である。実施形態によっては、刺激強度は哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約10倍であり、周波数は約20Hz以上である。 In some embodiments, the stimulation intensity is at least about 5 times the stimulation intensity required to cause skeletal muscle spasm in the mammal. In some embodiments, the stimulation intensity is at least about 10 times the stimulation intensity required to cause skeletal muscle spasm in the mammal, and the frequency is about 20 Hz or more.
実施形態として、体重減少を生じさせるための方法であって、その方法は、刺激強度および周波数を含む刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは、胃腸管からの食物の吸収を低下させて、その哺乳類における糞便排出量の増加をもたらすように設定される方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for causing weight loss comprising the step of electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern including stimulation intensity and frequency, the stimulation pattern comprising: And methods that are set to reduce the absorption of food from the gastrointestinal tract resulting in increased fecal output in the mammal.
実施形態によっては、前記周波数は、約15Hz以上、約20Hz以上である、および/または約30Hz以上である。 In some embodiments, the frequency is about 15 Hz or more, about 20 Hz or more, and / or about 30 Hz or more.
実施形態によっては、前記刺激強度は、哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約5倍である。 In some embodiments, the stimulation intensity is at least about 5 times the stimulation intensity required to cause skeletal muscle spasm in a mammal.
実施形態によっては、前記刺激強度は、哺乳類にて骨格筋攣縮を生じさせるのに必要な刺激強度の少なくとも約10倍であり、前記周波数は約20Hz以上である。 In some embodiments, the stimulation intensity is at least about 10 times the stimulation intensity required to cause skeletal muscle spasm in a mammal, and the frequency is about 20 Hz or more.
実施形態として、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類で横隔膜より上の内臓神経の近傍に電極を設置する工程、および内臓神経を電気的に賦活化する工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising placing an electrode in the vicinity of the visceral nerve above the diaphragm in a mammal and electrically activating the visceral nerve Is mentioned.
実施形態によっては、前記電極を内臓神経に接触させるように設置することがさらに含まれる。実施形態によっては、前記電極は、螺旋状であるかまたはカフを有し、且つこの電極を内臓神経に取り付けることがさらに含まれる。 In some embodiments, the method further includes placing the electrode in contact with a visceral nerve. In some embodiments, the electrode is further helical or has a cuff and further includes attaching the electrode to a visceral nerve.
実施形態によっては、前記設置は経皮的(すなわち、皮膚を通すもの)である。実施形態によっては、前記設置は、哺乳類の血管内に対するものである。実施形態によっては、前記血管は奇静脈である。 In some embodiments, the placement is percutaneous (ie, through the skin). In some embodiments, the placement is in a mammalian blood vessel. In some embodiments, the blood vessel is an azygous vein.
実施形態によっては、電極を電気的に賦活化する工程、および患者の骨格筋攣縮を観察して、内臓神経付近での電極の設置を評価する工程がさらに含まれる。 Some embodiments further include electrically activating the electrode and observing the patient's skeletal muscle spasm and evaluating the placement of the electrode near the visceral nerve.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は哺乳類の内臓神経の近傍にて、その哺乳類の血管内に電極を設置する工程、およびその電極を介して内臓神経を電気的に賦活化する工程を含む方法が挙げられる。実施形態によっては、前記血管は奇静脈である。実施形態によっては、電気的に賦活化する工程が、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従うものである。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising placing an electrode in a blood vessel of a mammal in the vicinity of the mammalian visceral nerve, and electrically connecting the visceral nerve via the electrode. The method including the process of activating automatically is mentioned. In some embodiments, the blood vessel is an azygous vein. In some embodiments, the electrical activation step follows a stimulation pattern set to provide net weight loss in the mammal.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、その哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは導通時間を含み、且つその導通時間は、その哺乳類の血圧に基づいて調整される方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising: electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern set to result in net weight loss in the mammal The stimulation pattern includes conduction time, and the conduction time is adjusted based on the blood pressure of the mammal.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、その哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは導通時間を含み、且つその導通時間は、その哺乳類における血漿PYY濃度および/または血漿グレリン濃度に基づいて調整される方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising: electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern set to result in net weight loss in the mammal And the stimulation pattern includes conduction time, and the conduction time is adjusted based on plasma PYY concentration and / or plasma ghrelin concentration in the mammal.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは電流振幅を含み、その電流振幅は、その哺乳類における骨格筋攣縮に基づいて調整される方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern, the stimulation pattern including a current amplitude, and the current A method in which the amplitude is adjusted based on skeletal muscle spasm in the mammal can be mentioned.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは、電流振幅およびパルス幅を含み、その電流振幅は、その哺乳類において骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに増加され、骨格筋攣縮が低減または停止するまで、電流振幅を第一レベルまたは第一レベル近くに保つ工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern, the stimulation pattern comprising current amplitude and pulse width. And the current amplitude is increased to a first level at which skeletal muscle spasm begins to occur in the mammal, and the method includes the step of keeping the current amplitude at or near the first level until skeletal muscle spasm is reduced or stopped Is mentioned.
実施形態によっては、骨格筋攣縮への馴化が起こるにつれて、電流振幅を増加させる工程がさらに含まれる。実施形態によっては、骨格筋攣縮が再発し始める第二レベルに、電流振幅を増加させる工程がさらに含まれ、この第二レベルは前記第一レベルを上回る。 In some embodiments, the method further includes increasing the current amplitude as habituation to skeletal muscle spasm occurs. In some embodiments, the second level at which skeletal muscle spasm begins to recur further includes increasing current amplitude, the second level being above the first level.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは、電流振幅およびパルス幅を含み、その電流振幅は、その哺乳類において骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに増加され、その電流振幅を略第一レベルまたは第一レベル以下に保ちつつ、パルス幅を増加させる工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern, the stimulation pattern comprising current amplitude and pulse width. And increasing the pulse width while the current amplitude is increased to a first level at which skeletal muscle spasm begins to occur in the mammal and the current amplitude is substantially at or below the first level. Can be mentioned.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含み、その刺激パターンは電流振幅を含み、その電流振幅は、その哺乳類において骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに増加され、且つ電極と電気的に導通しているセンサで筋肉攣縮を感知する工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, the method comprising electrically activating visceral nerves in a mammal according to a stimulation pattern, the stimulation pattern including a current amplitude, and the current The amplitude is increased to a first level where skeletal muscle spasm begins to occur in the mammal and includes a method comprising sensing muscle spasm with a sensor in electrical communication with the electrode.
実施形態によっては、前記センサは電気的なものである。実施形態によっては、前記センサは機械的なものである。 In some embodiments, the sensor is electrical. In some embodiments, the sensor is mechanical.
実施形態によっては、骨格筋攣縮への馴化につれて、電流振幅を増加させる工程、前記センサを腹壁付近に移植して、腹筋攣縮を感知する工程がさらに含まれる。 In some embodiments, the method further includes increasing current amplitude as the habituation to skeletal muscle spasm, and implanting the sensor near the abdominal wall to sense abdominal muscle spasm.
実施形態としては、病状を処置するためのデバイスであって、そのデバイスは、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極、その電極に電気信号を送るように設定された発生器、およびその発生器と電気的に導通しているセンサを含み、そのセンサは筋肉攣縮を感知するように設定されており、このデバイスは刺激パターンに従って内臓神経を電気的に刺激するようにプログラムされており、その刺激パターンは電流振幅およびパルス幅を含み、このデバイスはさらに、骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに電流振幅を増加させ、且つ骨格筋攣縮が低減または停止するまで、電流振幅を第一レベルまたは第一レベル近くに一時的に保持するようにプログラムされているデバイスが挙げられる。 In an embodiment, a device for treating a medical condition, wherein the device is an electrode configured to electrically stimulate a visceral nerve in a mammal, a generation configured to send an electrical signal to the electrode And a sensor in electrical communication with the generator, the sensor is configured to sense muscle spasm, and the device is programmed to electrically stimulate visceral nerves according to a stimulation pattern The stimulation pattern includes current amplitude and pulse width, the device further increases the current amplitude to a first level where skeletal muscle spasm begins to occur, and until the skeletal muscle spasm is reduced or stopped Devices that are programmed to temporarily hold at or near the first level.
実施形態によっては、前記デバイスは、電流振幅を第一レベルまたは第一レベル近くに保ちつつ、パルス幅を増加させるようにさらにプログラムされている。実施形態によっては、前記デバイスは、筋肉攣縮への馴化が起こるにつれて、電流振幅を増加させるようにさらにプログラムされている。実施形態によっては、前記デバイスは、骨格筋攣縮が再発し始める第二レベルに電流振幅を増加させるようにさらにプログラムされており、その第二レベルは前記第一レベルを上回る。 In some embodiments, the device is further programmed to increase the pulse width while keeping the current amplitude at or near the first level. In some embodiments, the device is further programmed to increase current amplitude as habituation to muscle spasm occurs. In some embodiments, the device is further programmed to increase current amplitude to a second level at which skeletal muscle spasm begins to recur, the second level being above the first level.
実施形態によっては、前記デバイスは磁気共鳴映像法に適合する。実施形態によっては、前記デバイスは、ナノ磁石材料を含む。 In some embodiments, the device is compatible with magnetic resonance imaging. In some embodiments, the device comprises a nanomagnet material.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、その哺乳類の血圧の実質的な上昇を起こすことなく、その哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含む方法が挙げられる。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, wherein the method follows a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal without causing a substantial increase in blood pressure in the mammal. And a method comprising a step of electrically activating visceral nerves in the mammal.
実施形態としては、病状を処置するための方法であって、その方法は、哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、その哺乳類における骨格筋攣縮の延長を起こすことなく、その哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する工程を含む方法が挙げられる。本明細書中、骨格筋攣縮の延長を回避するとは、(刺激強度を増加させるにつれて)本方法で筋肉攣縮に対する刺激の閾値に達すれば直ちに、筋肉攣縮への馴化に動物が達するまで、電流振幅(または、電圧などの類似のパラメータ)がこのレベルかまたはこのレベル以下に保持されることをいう。その時点で、さらに高い刺激強度で筋肉攣縮が再発するまで、電流振幅をその後に増大させることができる。次いで、骨格筋攣縮を最小限に抑えつつ、「立ち上げ(ramp up)」プロトコルとして、そのプロセスが繰り返される。 In an embodiment, a method for treating a medical condition, wherein the method does not cause an extension of skeletal muscle spasm in the mammal according to a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal, And a method comprising electrically activating visceral nerves in the mammal. As used herein, avoiding prolongation of skeletal muscle spasm (as increasing the intensity of stimulation) is defined as the current amplitude until the animal reaches acclimatization to muscle spasm as soon as the stimulation threshold for muscle spasm is reached in this way. (Or similar parameters such as voltage) are held at or below this level. At that point, the current amplitude can then be increased until muscle spasm recurs at a higher stimulation intensity. The process is then repeated as a “ramp up” protocol with minimal skeletal muscle spasm.
本発明は、添付の図面および以下の記載から最良に理解されるはずであり、ここで同様の参照文字は同様の部分を言及するものである。 The invention should be best understood from the accompanying drawings and the following description, wherein like reference characters refer to like parts.
ヒト神経系は、脳および脊髄に中心的に、また身体の様々な神経に末梢的に認められる神経細胞またはニューロンの複合ネットワークである。ニューロンは細胞体、樹状突起および軸索を有している。神経は、身体の特定部位のために働くニューロンの一群である。神経は数百のニューロンから数十万のニューロンを含み得る。神経は、求心性および遠心性ニューロンの双方を含むことが多い。求心性ニューロンは、信号を中枢神経系に返送し、そして遠心性ニューロンは信号を末梢に運ぶ。一つの位置にあるニューロン細胞体の一群は、神経節として知られている。電気信号は、ニューロンおよび神経を介して伝導される。ニューロンは他の神経とのシナプス(接続部)で神経伝達物質を放出し、電気信号の継続および変調が許容される。末梢において、シナプス伝達は神経節で起こることが多い。 The human nervous system is a complex network of neurons or neurons found centrally in the brain and spinal cord and peripherally in various nerves of the body. Neurons have cell bodies, dendrites and axons. A nerve is a group of neurons that work for a specific part of the body. A nerve can include hundreds to hundreds of thousands of neurons. Nerves often include both afferent and efferent neurons. Afferent neurons send signals back to the central nervous system, and efferent neurons carry signals to the periphery. A group of neuronal cell bodies in one position is known as a ganglion. Electrical signals are conducted through neurons and nerves. Neurons release neurotransmitters at synapses with other nerves, allowing continuation and modulation of electrical signals. In the periphery, synaptic transmission often occurs in ganglia.
ニューロンの電気信号は、活動電位として知られている。活動電位は、細胞膜前後の電位が特定の閾値を超えると発生する。この活動電位は次いで、ニューロンに沿って下流へと伝搬される。神経の活動電位は複雑であり、その中の個々のニューロンの活動電位の合計を表す。 Neuronal electrical signals are known as action potentials. An action potential occurs when the potential around the cell membrane exceeds a certain threshold. This action potential is then propagated downstream along the neuron. The nerve action potential is complex and represents the sum of the action potentials of the individual neurons within it.
ニューロンは、大軸索径および小軸索径の有髄および無髄となり得る。一般的に、活動電位伝導の速度は、有髄化と、ニューロン軸索径に伴って増加する。従って、ニューロンは有髄化、軸索径、および軸索伝導速度に基づいて、A、BおよびC型ニューロンに分類される。軸索径および伝導速度の面では、AはBより大きく、BはCよりも大きい。 Neurons can be myelinated and unmyelinated with large and small axons. In general, the rate of action potential conduction increases with myelination and neuronal axon diameter. Therefore, neurons are classified into type A, B and C neurons based on myelination, axon diameter, and axon conduction velocity. In terms of axon diameter and conduction velocity, A is greater than B and B is greater than C.
自律神経系は、図1に示すように平滑筋(血管および消化器系)、心臓、および腺の不随意運動を制御する、ヒト神経系のサブシステムである。自律神経系は、交感系と副交感系とに分かれる。交感神経系は通常、心拍数の増加、血圧の上昇、および代謝の増大により、身体を活動に対して備えさせる。副交感系は、心拍数低下、血圧低下、および消化刺激により、身体を安静に対して備えさせる。 The autonomic nervous system is a subsystem of the human nervous system that controls involuntary movements of smooth muscle (blood vessels and digestive system), heart, and glands as shown in FIG. The autonomic nervous system is divided into a sympathetic system and a parasympathetic system. The sympathetic nervous system usually prepares the body for activity by increasing heart rate, increasing blood pressure, and increasing metabolism. The parasympathetic system prepares the body for rest by reducing heart rate, lowering blood pressure, and digestive stimuli.
視床下部は、図2に示すように脊髄の前角内の下行性ニューロンを介して交感神経系を制御する。これらのニューロンは、脊髄を出て白交通枝を形成する節前交感ニューロンとシナプス形成する。節前ニューロンは、傍脊椎神経節鎖にてシナプス形成するかまたは、これらの神経節を通過して、腹腔もしくは腸間膜などの側枝または末梢の神経節においてシナプス形成することのいずれかとなろう。特定の神経節にてシナプス形成した後、シナプス後ニューロンは身体の臓器(心臓、腸、肝臓、膵臓等)を神経支配し続けるか、または脂肪組織および末梢の腺および皮膚を神経支配し続ける。交感系の節前ニューロンは、小径無髄繊維(C型様)および小径有髄繊維(B型様)の双方になることができる。節後ニューロンは、通常は無髄C型ニューロンである。 The hypothalamus controls the sympathetic nervous system via descending neurons in the anterior horn of the spinal cord as shown in FIG. These neurons synapse with prenodal sympathetic neurons that exit the spinal cord and form white traffic branches. Prenodal neurons may either synapse in the paravertebral ganglion chain or pass through these ganglia and synapse in side branches such as the abdominal cavity or mesentery or in peripheral ganglia . After synaptogenesis at specific ganglia, post-synaptic neurons continue to innervate body organs (heart, intestine, liver, pancreas, etc.) or adipose tissue and peripheral glands and skin. Sympathetic preganglionic neurons can be both small-diameter unmyelinated fibers (C-like) and small-diameter myelinated fibers (B-like). Postnodal neurons are usually unmyelinated C-type neurons.
いくつかの大交感神経および神経節は、図3に示すように交感神経系のニューロンによって形成される。大内臓神経(GSN)は、胸椎第4または第5分節(T4またはT5)から脊髄を出る遠心性交感ニューロンによって、胸椎分節第9または第10または第11(T9、T10、またはT11)を経て形成される。小内臓(小SN)神経は、T10からT12までの節前繊維交感遠心性繊維によって形成され、そして最小内臓神経(最小SN)はT12からの繊維によって形成される。GSNは、通常はヒトを含めた動物に両側性に存在しており、他の内臓神経はさらに不定なパターンを有し、片側性または両側性に存在しているか、あるいは存在しない場合もある。内臓神経は、椎体の前方−側方面に沿って走り、胸郭から出て、横隔膜の脚を通過して腹部に入る。神経は、奇静脈の近傍を走る。腹部に入ると、GSNのニューロンは、主に腹腔神経節内の節後ニューロンとシナプス形成する。GSNのニューロンのあるものは、腹腔神経節を通過して、副腎髄質にてシナプス形成する。小SNおよび最小SNのニューロンは、腸間膜神経節の節後ニューロンとシナプス形成する。
Some large sympathetic nerves and ganglia are formed by neurons of the sympathetic nervous system as shown in FIG. The visceral nerve (GSN) passes through the
GSNとシナプス形成する腹腔神経節から生じる節後ニューロンは、胃、幽門、十二指腸、膵臓、および肝臓を含む上部消化器系を主に神経支配する。加えて、腹部の血管および脂肪組織は、腹腔神経節/大内臓神経から生じるニューロンによって神経支配される。小内臓神経および最小内臓神経の節前ニューロンによって供給される腸間膜神経節の節後ニューロンは、腸管下部、結腸、直腸、腎臓、膀胱、および性器、ならびにこれらの臓器および組織への供給を行う血管を、主に神経支配する。 Postganglionic neurons arising from the celiac ganglion that synapse with the GSN innervate primarily the upper digestive system, including the stomach, pylorus, duodenum, pancreas, and liver. In addition, abdominal blood vessels and adipose tissue are innervated by neurons originating from the celiac ganglion / large visceral nerve. Postganglionic neurons of the mesenteric ganglia supplied by the small and minimal visceral preganglionic neurons provide supply to the lower intestinal tract, colon, rectum, kidneys, bladder, and genitals, and to these organs and tissues The blood vessels to be performed are mainly innervated.
肥満の処置において、好ましい実施形態には、交感神経系の大内臓神経の電気的賦活化が含まれる。好ましくは、片側の賦活化が利用されるが、両側の賦活化を利用することもできる。腹腔神経節や、交感神経鎖または腹側脊髄神経根を賦活化することもできる。 In the treatment of obesity, a preferred embodiment includes electrical activation of the sympathetic nervous system visceral nerve. Preferably, activation on one side is used, but activation on both sides can also be used. The celiac ganglia, sympathetic chains or ventral spinal nerve roots can also be activated.
電気的な神経変調(神経賦活化または阻害)は、神経のニューロンに特定の周波数でエネルギー信号(パルス)を加えること(神経刺激)によって成し遂げられる。エネルギーパルスは、活動電位をもたらす賦活化閾値を超えると神経内のニューロンの脱分極を引き起こす。加えられるエネルギーは、電流(または電圧)振幅とパルス幅または持続時間の関数である。賦活化または阻害は、周波数の関数であり得、1〜50Hzのオーダーの低周波数は賦活化をもたらし、100Hzを上回る高周波数は阻害をもたらす。阻害は、持続性の脱分極をもたらす継続的なエネルギー送達によっても成し遂げることができる。異なるニューロンの型は、賦活化または阻害で異なる周波数およびエネルギーに応答するかもしれない。 Electrical nerve modulation (nerve activation or inhibition) is accomplished by applying energy signals (pulses) to nerve neurons at specific frequencies (neural stimulation). The energy pulse causes depolarization of neurons within the nerve when it exceeds the activation threshold resulting in an action potential. The applied energy is a function of current (or voltage) amplitude and pulse width or duration. Activation or inhibition can be a function of frequency, with low frequencies on the order of 1-50 Hz resulting in activation and high frequencies above 100 Hz resulting in inhibition. Inhibition can also be achieved by continuous energy delivery resulting in sustained depolarization. Different neuronal types may respond to different frequencies and energies with activation or inhibition.
各々のニューロンの型(すなわち、A、B、またはC型ニューロン)は、賦活化を導く、特徴的なパルス振幅−持続時間プロファイル(エネルギーパルス信号または刺激強度)を有する。刺激強度は、電流振幅とパルス幅の積として示すことができる。有髄ニューロン(AおよびB型)は、0.1〜5.0ミリアンペアのオーダーの比較的低い電流振幅、および50〜200ミクロ秒のオーダーの短いパルス幅で刺激することができる。無髄のC型繊維は通常、300〜1,000ミクロ秒のオーダーのより長いパルス幅とより高い電流振幅を必要とする。このように、一つの実施形態では、遠心性賦活化のための刺激強度は約0.005〜5.0mAmp−ミリ秒)の範囲内となろう。 Each neuron type (ie, type A, B, or C neuron) has a characteristic pulse amplitude-duration profile (energy pulse signal or stimulus intensity) that leads to activation. Stimulus intensity can be shown as the product of current amplitude and pulse width. Myelinated neurons (types A and B) can be stimulated with a relatively low current amplitude on the order of 0.1-5.0 milliamps and a short pulse width on the order of 50-200 microseconds. Unmyelinated C-type fibers usually require longer pulse widths on the order of 300-1,000 microseconds and higher current amplitudes. Thus, in one embodiment, the stimulus intensity for centrifugal activation will be in the range of about 0.005 to 5.0 mAmp-millisecond).
大内臓神経は、A型繊維も含んでいる。これらの繊維は求心性となり得、胃または十二指腸の位置または状態(収縮に対する弛緩)を感知することができる。A繊維の刺激は、視床下部に信号を伝達することによって満腹感を知覚させるかもしれない。それらはまた、胃の状態に影響を及ぼす反射弓にも関与し得る。遠心性B型繊維を賦活化する刺激パラメータは求心性A型繊維も賦活化するはずなので、AおよびB繊維の双方の賦活化を成し遂げることができる。C型繊維の賦活化は、求心性および遠心性の双方の効果を引き起こすかもしれず、中枢または末梢神経系機構を介した食欲および満腹感の変化を引き起こし得る。 The large visceral nerve also contains type A fibers. These fibers can be centripetal and can sense the position or condition of the stomach or duodenum (relaxation against contraction). A fiber stimulation may cause a feeling of fullness by transmitting a signal to the hypothalamus. They can also be involved in reflex arches that affect the condition of the stomach. Since the stimulation parameter that activates the centrifugal B-type fiber should also activate the centripetal A-type fiber, activation of both A and B fibers can be achieved. Activation of type C fibers may cause both afferent and efferent effects and may cause changes in appetite and satiety via central or peripheral nervous system mechanisms.
連続的から間欠的に及ぶ範囲の様々な刺激パターンを利用することができる。間欠的な刺激の場合、エネルギーは図4に示すように、信号−導通時間の間、特定の周波数で、ある時間だけ送達される。信号−導通時間の後に、信号−非導通時間と称される、エネルギー送達なしの時間が続く。導通時間の非導通時間に対する比は、負荷サイクルと称され、これは実施形態によっては、約1%から約100%の範囲にあり得る。末梢神経刺激は普通は、ほぼ連続的な、すなわち100%負荷サイクルで伝導される。しかしながら、肥満を処置するための内臓神経刺激に至適な負荷サイクルは、実施形態によっては75%未満、実施形態によっては50%未満、または実施形態によってはさらに30%未満である。これによって、血圧または心拍数上昇の機会を低減するばかりでなく、筋肉攣縮に伴う問題を軽減することもある。導通時間もまた、肥満の処置における内臓神経刺激にとって重要であり得る。所望の効果としてホルモンの放出が挙げられるので、血漿レベルを上昇させるのに充分な長さの導通時間が重要である。また、胃腸管系の運動性および消化分泌に対する効果は、最大の効果に達するのに時間がかかる。よって、およそ15秒、場合によっては30秒を超える導通時間が至適であり得る。 Various stimulation patterns ranging from continuous to intermittent can be used. In the case of intermittent stimulation, energy is delivered for a certain time at a specific frequency during the signal-conduction time, as shown in FIG. The signal-on time is followed by a time without energy delivery, referred to as signal-non-conduction time. The ratio of conduction time to non-conduction time is referred to as duty cycle, which can range from about 1% to about 100% in some embodiments. Peripheral nerve stimulation is usually conducted in a nearly continuous, ie 100% duty cycle. However, the optimal duty cycle for visceral nerve stimulation to treat obesity is less than 75% in some embodiments, less than 50% in some embodiments, or even less than 30% in some embodiments. This not only reduces the chances of increased blood pressure or heart rate, but may also alleviate problems associated with muscle spasm. Conduction time can also be important for visceral nerve stimulation in the treatment of obesity. Since the desired effect includes the release of hormones, a conduction time long enough to raise plasma levels is important. Also, the effects on gastrointestinal motility and digestive secretion take time to reach maximum effect. Thus, a conduction time of approximately 15 seconds or in some cases over 30 seconds may be optimal.
負荷サイクルおよび信号パラメータ(周波数、導通時間、mAmp、およびパルス幅)に重ね合わせられるのが処置パラメータである。治療は、その日または週の間に異なる間隔で、または継続的に行われ得る。継続的な処置では、治療外の時間の間の過食を防止し得る。間欠的な処置により、治療に対して耐性が現れるのを防止し得る。至適な間欠的治療としては、例えば、18時間導通および6時間非導通、12時間導通および12時間非導通、3日間導通および1日間非導通、3週間導通および1週間非導通または、他の日もしくは週サイクルの組み合わせが良い。あるいは、さらに間隔の率を高くして、例えば約3時間ごとに、約2〜30分などといったより短い持続時間、処置を行うことができる。所望の結果を得るために、処置の持続時間および周波数は、テーラーメードにすることができる。処置の持続時間は、数分間ほどの短時間から数時間ほどの長時間まで続けることができる。また、肥満を処置するための内臓神経賦活化は、食事時間と一致する毎日の間隔で行うことができる。食事時間中の処置の持続時間は、実施形態によっては、1〜3時間継続させ、そして食事の直前か、1時間ほど前に開始すると良い。 Superimposed on the duty cycle and signal parameters (frequency, conduction time, mAmp, and pulse width) are treatment parameters. Treatment can occur at different intervals or continuously during the day or week. Ongoing treatment can prevent overeating during off-therapeutic times. Intermittent treatment can prevent resistance from developing. Suitable intermittent treatments include, for example, 18 hours conduction and 6 hours non-conduction, 12 hours conduction and 12 hours non-conduction, 3 days conduction and 1 day non-conduction, 3 weeks conduction and 1 week non-conduction, or other A combination of daily or weekly cycles is good. Alternatively, treatment can be performed at a higher rate of intervals, for example, about every 3 hours, for a shorter duration, such as about 2 to 30 minutes. To obtain the desired result, the duration and frequency of the treatment can be tailor made. The duration of the treatment can last from as short as a few minutes to as long as a few hours. Also, visceral nerve activation for treating obesity can be performed at daily intervals that coincide with meal times. The duration of treatment during a mealtime may last 1-3 hours in some embodiments and start just before a meal or about an hour before.
GSNの遠心性変調は、胃の膨張/収縮および蠕動を制御するために使用することができる。胃の膨張または弛緩、および蠕動の低減は、肥満の処置のために、満腹感または食欲減退を生じさせることができる。これらの効果は、中程度から高強度(1.0〜5.0ミリアンペアの電流振幅および0.150〜1.0ミリ秒のパルス幅)および高周波数(10〜20Hz)で、遠心性のBまたはC繊維を賦活化することによって引き起こすことができる。胃の膨張はまた、求心性のA繊維を含む反射弓を介しても生じさせることができる。A繊維の賦活化は、中枢神経系により媒介される食欲の減退または初期の満腹感を引き起こし得る。これらの繊維は、より低い領域の刺激強度(0.05〜0.150ミリ秒のパルス幅および0.1〜1.0mAmpの電流振幅)および前記よりも高領域の周波数で賦活化することができる。胃の収縮はまた、食欲を減退させるか、または満腹感を引き起こすこともできる。収縮は、GSNのC繊維の賦活化によって引き起こすことができる。C繊維の賦活化は、中枢により媒介される効果においても役割を果たし得る。これらの繊維の賦活化は、より高い刺激強度(BおよびA繊維の場合の5〜10倍)ならびにより低い周波数(10Hz以下)にて成し遂げられる。 Eccentric modulation of the GSN can be used to control gastric inflation / deflation and peristalsis. Stomach dilatation or relaxation and reduced peristalsis can cause a feeling of fullness or loss of appetite for the treatment of obesity. These effects are moderate to high intensity (1.0-5.0 milliamp current amplitude and 0.150-1.0 millisecond pulse width) and high frequency (10-20 Hz), centrifugal B Or it can be caused by activating C fibers. Gastric distension can also occur through a reflective arch containing centripetal A fibers. Activation of A fibers can cause loss of appetite or early satiety mediated by the central nervous system. These fibers can be activated with lower region stimulation intensity (0.05-0.150 ms pulse width and 0.1-1.0 mAmp current amplitude) and higher region frequencies. it can. Gastric contractions can also reduce appetite or cause a feeling of fullness. Shrinkage can be caused by activation of C fibers of GSN. Activation of C fibers can also play a role in centrally mediated effects. Activation of these fibers is accomplished at higher stimulation strength (5-10 times that of B and A fibers) and at lower frequencies (10 Hz or less).
内臓神経の電気的賦活化はまた、腹部および肋間の筋肉の筋肉攣縮を引き起こすこともできる。より高周波数の刺激(>15Hz)は、筋肉活動を低下させ、さらに高周波数(20〜30Hz)では、筋肉攣縮は明白となり難いか、または完全に馴化される。20または30Hzでの刺激の間に、筋肉の短期収縮が観察され、その後弛緩して、残りの刺激の間にさらなる筋肉収縮は起きない。これは、時間的加重で賦活化される抑制性のニューロンに起因する可能性がある。 Electrical activation of visceral nerves can also cause muscle spasm of the abdominal and intercostal muscles. Higher frequency stimuli (> 15 Hz) reduce muscle activity, and at higher frequencies (20-30 Hz), muscle spasms are less apparent or are fully acclimated. Short-term muscle contractions are observed during stimulation at 20 or 30 Hz, after which they relax and no further muscle contraction occurs during the rest of the stimulation. This may be due to inhibitory neurons that are activated with temporal weighting.
筋肉−攣縮現象は、治療のために使用される刺激強度のガイドに役立てるべく使用することもできる。ひとたび筋肉攣縮の閾値に達すれば、少なくともA繊維の賦活化が起きている。閾値を超えて電流振幅を増加させると筋肉収縮の重度が増大して、不快感を増す可能性がある。筋肉攣縮に対するほぼ閾値にて、且つ実質的にその閾値より高くない値で治療を行うことは、特に高周波数で患者の快適さの維持を確実にする助けとなる。ひとたびこの閾値に達すれば、パルス幅は1.5〜2.5倍長く増加させることができ、これにより筋肉攣縮の重度を増大することなく、神経に送達される総電荷が増加される。その電流でのパルス幅を増加することによって、B繊維の賦活化がさらに確実になる。こうして、神経に密接させて設置した電極で、攣縮の閾値が観察されるまで(A繊維の賦活化)、0.100から0.150ミリ秒の間のパルス幅および1Hzの周波数で、電流振幅を増加させることができる。これは、電極が神経にどの程度近接しているかによって、おそらく0.25から2.5mAmpの間の電流で起こるであろう。筋肉攣縮の閾値よりわずかに高い電流振幅で患者の快適さが得られること、または特に長いパルス幅では、筋肉攣縮をわずかに下回る電流振幅で有効な治療を行えることは注目すべきである。 The muscle-spasm phenomenon can also be used to help guide the stimulus intensity used for treatment. Once the muscle spasm threshold is reached, at least A fiber activation has occurred. Increasing the current amplitude beyond the threshold may increase the severity of muscle contraction and increase discomfort. Treating at a near threshold for muscle spasms and at a value substantially not above that threshold helps to ensure patient comfort, especially at high frequencies. Once this threshold is reached, the pulse width can be increased 1.5 to 2.5 times longer, thereby increasing the total charge delivered to the nerve without increasing the severity of muscle spasm. By increasing the pulse width at that current, the activation of the B fibers is further ensured. Thus, the current amplitude at a pulse width between 0.100 and 0.150 milliseconds and a frequency of 1 Hz until an osmotic threshold is observed with an electrode placed in close proximity to the nerve (A fiber activation). Can be increased. This will probably occur at a current between 0.25 and 2.5 mAmp, depending on how close the electrode is to the nerve. It should be noted that patient comfort can be achieved with current amplitudes slightly above the muscle spasm threshold, or that effective treatment can be achieved with current amplitudes slightly below muscle spasm, especially with long pulse widths.
特定の期間の後に筋肉攣縮が消失するように、筋肉攣縮に対する馴化も起こる。これにより、筋肉攣縮の閾値の10倍という高さに刺激強度を増加させることが許容される。これは、不快さを引き起こすことなく行うことができ、そしてC繊維の賦活化が確実になされる。高刺激強度は痛みの認識をもたらすであろうと以前は考えられていたが、これは実験条件では認められないようである。その神経や、電極と神経との接触によっては、攣縮の閾値が患者ごとに異なり得るので、筋肉攣縮の閾値の刺激強度はこの場合、治療をガイドするのにも使用することができる。ひとたび筋肉攣縮の閾値が求められれば、刺激強度(電流×パルス幅)は閾値よりも5倍または10倍を超えるほどに増加することができる。馴化は、24時間を上限として、閾値で刺激することによって起こる。 Acclimatization to muscle spasm also occurs so that muscle spasm disappears after a certain period of time. This allows the stimulation intensity to be increased to a height of 10 times the muscle spasm threshold. This can be done without causing discomfort and ensures activation of the C fibers. It was previously thought that high stimulus intensity would result in pain perception, but this does not appear to be observed under experimental conditions. Depending on the nerve or the contact between the electrode and the nerve, the threshold of spasm can vary from patient to patient, so the stimulation intensity of the threshold of muscle spasm can also be used in this case to guide treatment. Once the muscle spasm threshold is determined, the stimulation intensity (current x pulse width) can be increased to 5 or 10 times greater than the threshold. Acclimation occurs by stimulating with a threshold up to 24 hours.
1つのレベルでの馴化が起こった後に刺激強度を高めることで筋肉活動を復活させることができ、そして新たなレベルでの馴化の別の期間が必要とされ得る。こうして、刺激強度を段階的に増加させることができ、元の閾値の5〜10倍で所望の強度が得られるまで、各工程での馴化を許容する。間欠的な処置周波数が使用されると、デバイスがオフになっている各々の区間の後に、所望の刺激強度までの馴化プロセスが起こる必要があるはずなので、これは重要である。好ましくは、数時間から数日にわたり、強度の立ち上げの遅延を許容するようにデバイスはプログラムされ、各レベルで馴化が起こることが許容される。これは刺激の間の各導通時間の始めに起こる電流振幅の急速な上昇と同じではない。これは、パルス発生器内に直接構築、もしくはプログラミングされるか、または馴化時間の患者での可変性を考慮する医師によって制御/プログラミングされてもよい。 Increasing the intensity of stimulation after habituation at one level can restore muscle activity, and another period of habituation at a new level may be required. In this way, the stimulus intensity can be increased in steps, allowing habituation in each step until the desired intensity is obtained at 5-10 times the original threshold. This is important because when intermittent treatment frequencies are used, a habituation process to the desired stimulus intensity should occur after each interval when the device is turned off. Preferably, the device is programmed to allow a delay in strength ramp-up from hours to days, allowing habituation to occur at each level. This is not the same as the rapid increase in current amplitude that occurs at the beginning of each conduction time between stimuli. This may be built or programmed directly in the pulse generator, or may be controlled / programmed by the physician to allow for patient variability in acclimation time.
あるいは、デバイスは筋肉攣縮を感知することができる。これを行なうための一方法として、賦活化される筋肉面に移植可能なパルス発生器(IPG)を移植することが挙げられる。IPGは次いで、攣縮を電気的または機械的に感知し、馴化が起こるにつれて刺激強度を高めることができる。 Alternatively, the device can sense muscle spasm. One way to do this is to implant a pulse generator (IPG) that can be implanted into the muscle surface to be activated. The IPG can then sense spasm electrically or mechanically and increase the stimulus intensity as habituation occurs.
内臓神経の遠心的な電気的賦活化は、血圧の上昇、例えば、基線値を上回る平均動脈血圧(MAP)、を引き起こす可能性がある。基線を下回るMAPの低下が、この上昇の後に続き得る。MAPの持続的な上昇は望ましくないので、刺激パターンはMAPの上昇を防止するように設計することができる。一つのストラテジーとしては、比較的短い信号−導通時間と、それに続く、同じかさらに長い信号−非導通時間とすることが挙げられよう。これによって、MAPを基線以下に下げ戻すことが可能となるはずである。引き続く信号−導通時間は、次いでMAPを上昇させるであろうが、これはさらに低い基線から始まることができるのである。このようにして、治療の実施の間に平均MAPを安全限度以内に保つ、MAPの正弦波様プロファイルを構成することができる。 Centrifugal electrical activation of visceral nerves can cause an increase in blood pressure, eg, mean arterial blood pressure (MAP) above baseline values. This increase in MAP below baseline can be followed by this increase. Since a sustained increase in MAP is undesirable, the stimulation pattern can be designed to prevent an increase in MAP. One strategy would be to have a relatively short signal-conduction time followed by the same or longer signal-nonconduction time. This should be able to bring the MAP back below the baseline. Subsequent signal-conduction time will then raise MAP, but this can start at a lower baseline. In this way, a sinusoidal profile of MAP can be constructed that keeps the average MAP within safe limits during treatment delivery.
刺激の間に、周波数によっては、MAPは0.1〜1.0mmHg/秒の速度で上昇することがあり、より高い周波数でより速やかに上昇が引き起こされる。MAPの容認し得る一過性の上昇は、患者の基線の約10〜20%とされよう。正常なMAPを90mmHgとすると、刺激の間に基線から9〜18mmHg上昇することは容認できるであろう。よって、およそ9〜54秒の刺激導通時間が容認できる。非導通時間は、導通時間よりも長いか、または60秒よりも長いものとされよう。馴化は、血圧の変化についても起こり得る。このため、馴化が起こった後には、導通時間は60秒を超えて延長することが許容され得る。 During stimulation, depending on the frequency, MAP may rise at a rate of 0.1-1.0 mmHg / sec, causing a rise more quickly at higher frequencies. An acceptable transient increase in MAP would be about 10-20% of the patient's baseline. If the normal MAP is 90 mmHg, it would be acceptable to increase 9-18 mmHg from baseline during stimulation. Thus, a stimulation conduction time of approximately 9 to 54 seconds is acceptable. The non-conduction time will be longer than the conduction time or longer than 60 seconds. Acclimation can also occur for changes in blood pressure. Thus, after habituation occurs, the conduction time can be allowed to extend beyond 60 seconds.
一つの実施形態において、内臓神経刺激を用いて肥満を処置するためのストラテジーは、A繊維を刺激することにある。パルス幅は、0.05〜0.15ミリ秒に設定することができ、電流は筋肉攣縮の閾値に達するまで(0.1〜0.75mAmp)増加させることができる。他のパラメータとしては、20〜30Hzの周波数および60秒未満の導通時間で、20〜50%の負荷サイクルが挙げられる。MAPの上昇に対する馴化がひとたび起これば、導通時間は60秒を超えて延長することができる。 In one embodiment, the strategy for treating obesity with visceral nerve stimulation is to stimulate A fibers. The pulse width can be set between 0.05 and 0.15 milliseconds and the current can be increased until the muscle spasm threshold is reached (0.1 to 0.75 mAmp). Other parameters include a 20-50% duty cycle with a frequency of 20-30 Hz and a conduction time of less than 60 seconds. Once acclimatization to MAP rise occurs, conduction time can be extended beyond 60 seconds.
別の実施形態において、内臓神経の電気的賦活化による肥満の処置のためのストラテジーには、BおよびA繊維を刺激することが含まれる。このストラテジーには、いかなる馴化よりも前に筋肉攣縮の閾値の2〜3倍の強度で神経を刺激することが含まれる。パルス幅は、好ましくは0.150ミリ秒から0.250ミリ秒に設定することができ、そしてパルス電流は、元の筋肉攣縮の閾値を上回る所望のレベルに到達する(適切な馴化が起こることを許容)ように増加させることができる。代表的なパラメータは以下のとおりである:
電流振幅:0.75〜2.0mAmp、
パルス幅:0.150〜0.250ミリ秒、
周波数:10〜20Hz、
導通時間<60秒、
非導通時間>60秒。
In another embodiment, a strategy for the treatment of obesity by electrical activation of visceral nerves includes stimulating B and A fibers. This strategy involves stimulating the nerve with an intensity 2-3 times the threshold of muscle spasm prior to any habituation. The pulse width can preferably be set from 0.150 ms to 0.250 ms, and the pulse current reaches a desired level above the original muscle spasm threshold (appropriate habituation takes place). Can be increased). Typical parameters are as follows:
Current amplitude: 0.75-2.0 mAmp,
Pulse width: 0.150-0.250 milliseconds,
Frequency: 10-20Hz,
Conduction time <60 seconds,
Non-conduction time> 60 seconds.
これらのパラメータによって、胃の弛緩と蠕動の低下がもたらされ、初期の満腹感と、反射的に中枢神経系に満腹感信号を返送する胃内の膨張受容体の賦活化とを引き起こす。胃の弛緩の効果は刺激の期間を超えて持続するので、非導通時間は導通時間よりも0.5〜2.0倍長くすることができる。これによりMAPの上昇が軽減されることになろう。MAPの上昇に対する馴化がひとたび起これば、導通時間は約60秒を超えるまでに延長することができるが、実施形態によっては負荷サイクルを約50%未満のままとすべきである。 These parameters lead to gastric relaxation and reduced peristalsis, causing an initial feeling of fullness and activation of the dilated receptors in the stomach that reflexively send a satiety signal back to the central nervous system. Since the gastric relaxation effect lasts beyond the period of stimulation, the non-conduction time can be 0.5 to 2.0 times longer than the conduction time. This will reduce the increase in MAP. Once acclimatization to MAP rise occurs, the conduction time can be extended to greater than about 60 seconds, but in some embodiments the duty cycle should remain below about 50%.
場合によって、内臓神経のすべての型の繊維(A、BおよびC)を賦活化することが望ましいこともある。これは、馴化前に筋肉攣縮の閾値の8〜12倍のレベルに刺激強度を高めることによって行うことができる。パルス幅は、好ましくは0.250ミリ秒以上のレベルに設定することができる。代表的なパラメータは以下のとおりである:
電流振幅:>2.0mAmp
パルス幅:>0.250ミリ秒
周波数:10〜20Hz
導通時間:<60秒
非導通時間:>60秒。
In some cases, it may be desirable to activate all types of fibers (A, B and C) of the visceral nerve. This can be done by increasing the stimulation intensity to a level 8-12 times the muscle spasm threshold before habituation. The pulse width can preferably be set to a level of 0.250 milliseconds or more. Typical parameters are as follows:
Current amplitude:> 2.0 mAmp
Pulse width:> 0.250 milliseconds Frequency: 10-20 Hz
Conduction time: <60 seconds Non-conduction time:> 60 seconds.
同様に、このパラメータでひとたび馴化が起これば、負荷サイクルを10%から50%の間に保って、導通時間をより長期間にわたって減少させることができる。 Similarly, once acclimatization occurs with this parameter, the duty cycle can be kept between 10% and 50% to reduce the conduction time over a longer period.
電流振幅が、使用される電極のタイプによって変わることは、注目されるべきである。神経と密に接している螺旋状の電極は、神経から数ミリメートル離れて存在し得る円柱状の電極よりも低い振幅を有するであろう。一般的に、刺激を引き起こすために使用される電流振幅は、1/(神経からのラジアル距離)2に比例する。パルス幅は、一定のままか、またはさらに長い距離を補うために増加させることができる。刺激強度は、使用される電極によって求心性/遠心性のBまたはC繊維を賦活化すべく調整されるであろう。神経と電極との間での接触/距離の可変性を考えると、馴化前に筋肉攣縮の閾値を使用することは治療をガイドするのに役立つことができる。 It should be noted that the current amplitude varies with the type of electrode used. A spiral electrode in close contact with the nerve will have a lower amplitude than a cylindrical electrode that may be several millimeters away from the nerve. In general, the current amplitude used to cause stimulation is proportional to 1 / (radial distance from the nerve) 2 . The pulse width can remain constant or can be increased to compensate for longer distances. The stimulation intensity will be adjusted to activate centripetal / centrifugal B or C fibers depending on the electrode used. Given the variability in contact / distance between nerves and electrodes, using a muscle spasm threshold before habituation can help guide therapy.
本発明者らは、内臓神経の電気的賦活化によって誘発される体重減少が、間欠的な治療、または電気的刺激の区間とその刺激なしの区間を提供することによって最適化できることを見出した。我々のデータにより、刺激の区間の後に、刺激をオフに切り換えることによって体重減少を促進できることが示されている。これは、食糧摂取量増加および体重増加のリバウンド現象を治療の終了がもたらすであろうという概念に直接的に反するものである。これらのデータはまた、動的な、つまり変化していく刺激強度(例えば、毎日増加するか、または減少する)は一定の強度での刺激よりもさらに顕著な体重減少を生じさせることも示唆している。これらの知見をふまえて、2つの用量のストラテジーを以下に記載する。 The inventors have found that the weight loss induced by electrical activation of visceral nerves can be optimized by providing intermittent treatment or sections of electrical stimulation and sections without that stimulation. Our data shows that weight loss can be promoted by switching the stimulus off after the stimulation interval. This is in direct contradiction to the notion that termination of treatment will lead to the rebound phenomenon of increased food intake and weight gain. These data also suggest that dynamic or changing stimulus intensity (eg, increasing or decreasing daily) results in more significant weight loss than stimulation at a constant intensity. ing. Based on these findings, two dose strategies are described below.
これらの処置アルゴリズムは、イヌを用いた研究より導かれる。移植後の適切な治癒時間が経過した後(2〜6週間)に、螺旋状の電極を使用して筋肉攣縮の閾値を定量する。この閾値は、約0.125mAmp−ミリ秒から約0.5mAmp−ミリ秒までの範囲にあり得る。刺激強度は1〜2週間にわたって毎日増加され、筋肉攣縮の閾値の8〜10倍の強度(1.0〜5.0mAmp−秒)が得られるまで、逐次的な増加の間にある程度または完全な筋肉攣縮への馴化を起こすことを許容する。この期間の間、速やかな体重および食糧摂取量の減少が観察される。初期の体重減少期間の後に、1〜4週間にわたって一過性の遷移期間が観察され、その間に減少した体重の幾分かは回復され得る。続いて、体重および食糧摂取量の持続的で漸次的な低下が、4〜8週間の延長された刺激フェーズの間に起こる。この持続性の体重減少の期間の後、刺激を終了してもよく、その後再度、初期の刺激強度立ち上げのフェーズと同様に、急激に体重および食糧摂取量が減少する。刺激後の体重および食糧摂取量の減退は1〜4週間続き得るものであり、その後、処置アルゴリズムを繰り返して、持続性の体重減少をもたらす治療サイクルか、または間欠的な処置間隔を創出することができる。この間欠的な治療の間の負荷サイクルは、15〜60秒までの刺激導通時間で20〜50%の範囲内にあるとよい。この間欠的な治療は、体重減少を最適化するだけでなく、移植されたデバイスの電池寿命を延ばすものである。 These treatment algorithms are derived from studies with dogs. After an appropriate healing time after transplantation (2-6 weeks), the muscle spasm threshold is quantified using a spiral electrode. This threshold may range from about 0.125 mAmp-millisecond to about 0.5 mAmp-millisecond. Stimulus intensity is increased daily over a period of 1-2 weeks, with some or complete between incremental increases until an intensity of 8-10 times the muscle spasm threshold (1.0-5.0 mAmp-sec) is obtained. Allow habituation to muscle spasm. During this period, a rapid decrease in body weight and food intake is observed. After an initial weight loss period, a transient transition period is observed over 1 to 4 weeks, during which some of the lost weight can be recovered. Subsequently, a sustained and gradual decline in body weight and food intake occurs during an extended stimulation phase of 4-8 weeks. After this sustained period of weight loss, stimulation may be terminated, and then again, as in the initial stimulation intensity ramp-up phase, body weight and food intake decrease rapidly. Decrease in body weight and food intake after stimulation can last 1 to 4 weeks, after which the treatment algorithm is repeated to create a treatment cycle that leads to sustained weight loss or intermittent treatment intervals Can do. The duty cycle during this intermittent treatment may be in the range of 20-50% with a stimulation conduction time of 15-60 seconds. This intermittent treatment not only optimizes weight loss, but also extends the battery life of the implanted device.
別の間欠的な治療処置アルゴリズムの実施形態においては、治療サイクル形成を24時間の間に生じさせる。このアルゴリズムでは、刺激強度は12〜18時間の間、筋肉攣縮の閾値の1〜3倍で維持される。あるいは、刺激強度は第一刺激区間の間に徐々に(例えば1時間毎に)増加させることができる。刺激はその後、6〜12時間終止される。あるいは、刺激強度を筋肉攣縮の閾値レベルに戻るまで、第二区間の間に徐々に減少させることができる。刺激の停止後にでも起こるこの持続性または促進的効果のために、非導通期間または刺激強度減衰期間の間の過食および体重増加の危険性が最小限に抑えられる。 In another intermittent therapeutic treatment algorithm embodiment, the therapeutic cycle formation occurs during 24 hours. In this algorithm, the stimulus intensity is maintained at 1-3 times the muscle spasm threshold for 12-18 hours. Alternatively, the stimulation intensity can be increased gradually (eg, every hour) during the first stimulation interval. Stimulation is then terminated for 6-12 hours. Alternatively, the stimulation intensity can be gradually reduced during the second interval until it returns to the muscle spasm threshold level. Because of this persistent or stimulating effect that occurs even after the cessation of stimulation, the risk of overeating and weight gain during non-conduction periods or stimulation intensity decay periods is minimized.
あるいは、プラゾシンなどのアルファ−交感神経受容体遮断薬を、MAPの上昇を鈍化するために使用することができる。アルファ−遮断薬は、一般に入手可能な高血圧治療薬である。内臓神経刺激に伴って認められるMAPの上昇は、動脈の収縮を媒介するアルファ−受容体の賦活化の結果である。食糧摂取量およびエネルギー消費の減少に対するこの治療の効力は、ベータ−交感神経受容体活性と関連しているので、アルファ−遮断薬の添加が治療による体重減少の成果を変えることはなさそうである。 Alternatively, alpha-sympathetic receptor blockers such as prazosin can be used to slow down the increase in MAP. Alpha-blockers are commonly available antihypertensive drugs. The increase in MAP observed with visceral nerve stimulation is the result of activation of alpha-receptors that mediate arterial contraction. Because the efficacy of this treatment for reducing food intake and energy expenditure is associated with beta-sympathetic receptor activity, it is unlikely that the addition of alpha-blockers will alter the weight loss outcome of treatment.
一つの実施形態において、白金イリジウムリボン電極で設計された螺旋状の電極が使用される。電極は、神経のすべてまたは本質的な部分を取り囲む。均衡化された電荷二相性パルスが電極に送達されて、その結果遠心性および求心性ニューロンの双方を賦活化する双方向性活動電位がもたらされる。しかしながら、陽性と陰性の位相偏向の間の非対称性の波形を利用することで、偶発的な求心性の繊維賦活化なしに陽極性ブロックをもたらす、一方向性の活動電位を創出することができる。かくして、典型的な二相性波形は等しい陽性と陰性の位相偏向を有する(図11A)のであるが、陽極ブロック波形は短く且つ高い陽性偏向と、その後に続く長く且つ浅い陰性偏向(図11B)を有するものとなるであろう。各偏向に対するアンペア数×時間は同じになり、これにより電荷平衡が成し遂げられるであろう。電荷平衡は、神経損傷を避けるための検討事項である。 In one embodiment, a spiral electrode designed with a platinum iridium ribbon electrode is used. The electrodes surround all or an essential part of the nerve. A balanced charge biphasic pulse is delivered to the electrode, resulting in a bidirectional action potential that activates both efferent and afferent neurons. However, by utilizing an asymmetric waveform between positive and negative phase deflections, it is possible to create a unidirectional action potential that results in an anodic block without accidental centripetal fiber activation. . Thus, while a typical biphasic waveform has equal positive and negative phase deflection (FIG. 11A), the anode block waveform has a short and high positive deflection followed by a long and shallow negative deflection (FIG. 11B). You will have. The amperage x time for each deflection will be the same, so that charge balance will be achieved. Charge balance is a consideration to avoid nerve damage.
あるいは、四極性の電極アセンブリを使用することができる。神経の遠位に設置された一対の電極は、遠心性の神経賦活化を生じさせるために使用されるであろう。近位の第二対は、求心性のA繊維伝導をブロックするために使用されるであろう。ブロッキング電極対は、非対称性の電極表面領域を有し得るものであり、陰極の表面積は陽極のものよりも大きい(Petruskaの特許第5,755,750号に記載)(図12)。陰極での大きな表面積のため、電荷密度は賦活化を引き起こすのに不充分になるであろう。陽極の小さな表面積は、特にA繊維において過分極を起こし、それによって求心性の伝導がブロックされるであろう。遠心性の賦活化対が双方向性の活動電位を創出した場合に、求心性電位が神経に伝わると、ブロッキング対が賦活化状態になるように調節された4つの電極に、信号を送ることができる。あるいは、ブロッキング対は、処置期間の間には継続的に賦活化することができる。 Alternatively, a quadrupolar electrode assembly can be used. A pair of electrodes placed distal to the nerve will be used to produce efferent nerve activation. The proximal second pair will be used to block centripetal A fiber conduction. The blocking electrode pair can have an asymmetric electrode surface area and the cathode surface area is larger than that of the anode (described in Petruska patent 5,755,750) (FIG. 12). Due to the large surface area at the cathode, the charge density will be insufficient to cause activation. The small surface area of the anode will cause hyperpolarization, particularly in the A fibers, thereby blocking centripetal conduction. When an efferent activation pair creates a bidirectional action potential, when the afferent potential is transmitted to the nerve, it sends a signal to four electrodes that are adjusted so that the blocking pair is activated. Can do. Alternatively, blocking pairs can be activated continuously during the treatment period.
三極性の電極を、選択した繊維サイズの両側性の賦活化を行なうか、または片側性の賦活化を行なうために使用することもできる。B繊維の双方向性賦活化およびA繊維の陽極ブロッキングを行うためには、陽極によって近位及び遠位に挟まれる陰極を備えた三極性の電極が使用されることになるであろう。片側性の賦活化は、陰極を近位の電極へさらに近づくように動かし、陽極に対して差動性の電流比を送達することによって成し遂げられるであろう。 Tripolar electrodes can also be used to perform bilateral activation or unilateral activation of selected fiber sizes. In order to perform bidirectional activation of B fibers and anodic blocking of A fibers, a tripolar electrode with a cathode sandwiched proximally and distally by the anode will be used. Unilateral activation would be accomplished by moving the cathode closer to the proximal electrode and delivering a differential current ratio to the anode.
電気的神経変調のためのパルス発生は、パルス発生器を使用して完遂される。パルス発生器では、マイクロプロセッサおよび他の標準的な電気的コンポーネントが使用され得る。本実施形態のためのパルス発生器は、およそ0.5Hzからおよそ300Hzの範囲の周波数、およそ10からおよそ1,000ミクロ秒のパルス幅、およびおよそ0.1ミリアンペアからおよそ20ミリアンペアの間の定電流で、パルス、すなわちエネルギー信号を発生することができる。パルス発生器は、電流振幅における立ち上げられた、または傾斜した上昇を生み出すことができる。好ましいパルス発生器は、外部プログラマおよび/またはモニタと交信することができる。パスワード、ハンドシェイクおよびパリティ検査が、データ保全のために採用される。パルス発生器は、電池で作動するか、または外部高周波数デバイスによって作動することができる。パルス発生器、関連コンポーネント、および電池は移植され得るので、それらは実施形態によっては、エポキシ−チタンシェル内に入れられるのが好ましい。 Pulse generation for electrical neuromodulation is accomplished using a pulse generator. In the pulse generator, a microprocessor and other standard electrical components can be used. The pulse generator for this embodiment has a frequency in the range of approximately 0.5 Hz to approximately 300 Hz, a pulse width of approximately 10 to approximately 1,000 microseconds, and a constant between approximately 0.1 mA and approximately 20 mA. With current, a pulse, ie an energy signal, can be generated. The pulse generator can produce a raised or ramped increase in current amplitude. A preferred pulse generator can communicate with an external programmer and / or monitor. Passwords, handshakes and parity checks are employed for data integrity. The pulse generator can be battery operated or operated by an external high frequency device. Because the pulse generator, associated components, and battery can be implanted, in some embodiments they are preferably encased in an epoxy-titanium shell.
移植可能なパルス発生器(IPG)の概略を図5に示す。コンポーネントは、エポキシ−チタンシェルの中に収納される。電池は、論理および制御ユニットに電力を供給する。電圧調整器は、電池の出力を制御する。論理および制御ユニットは、刺激出力を制御し、パルス幅、振幅、および周波数などの様々なパラメータのプログラミングを許容する。加えて、刺激パターンおよび処置パラメータを、論理および制御ユニットでプログラムすることができる。水晶発振器が、パルスならびに論理および制御ユニットに対するタイミング信号を提供する。外部プログラマからの伝達を受け取るため、そしてデバイスの状態の確認のために、アンテナが使用される。プログラマによって、所定の患者に対して筋肉およびMAPの馴化を許容するため、且つ処置周波数に応じて、必要とされる刺激強度の増加を医師がプログラムすることが可能となるであろう。あるいは、0.25〜0.5ミリ秒のパルス幅で各時間に0.1mAmpなど、設定された割合で刺激強度を増加するように、IPGをプログラムすることができる。出力セクションは、無線電極と誘導的に繋げられて神経にエネルギーパルスを加える無線送信機を含み得る。リードスイッチによって、外部磁石を使用した手動の賦活化が許容される。外部高周波数デバイスによって動くデバイスは、パルス発生器のコンポーネントを、主に受信コイルまたはアンテナに限定するであろう。あるいは、外部パルス発生器は、直接、神経の近くに移植された無線電極と電磁波を介して誘導的に繋げることができる。 An outline of an implantable pulse generator (IPG) is shown in FIG. The component is housed in an epoxy-titanium shell. The battery supplies power to the logic and control unit. The voltage regulator controls the output of the battery. The logic and control unit controls the stimulus output and allows programming of various parameters such as pulse width, amplitude, and frequency. In addition, stimulation patterns and treatment parameters can be programmed in the logic and control unit. A crystal oscillator provides pulses and timing signals for the logic and control unit. An antenna is used to receive communications from external programmers and to check the status of the device. The programmer will allow the physician to program the required increase in stimulation intensity to allow muscle and MAP habituation for a given patient and depending on the treatment frequency. Alternatively, the IPG can be programmed to increase the stimulation intensity at a set rate, such as 0.1 mAmp each time with a pulse width of 0.25 to 0.5 milliseconds. The output section may include a wireless transmitter that is inductively coupled to the wireless electrode and applies energy pulses to the nerve. The reed switch allows manual activation using an external magnet. Devices that are driven by external high frequency devices will limit the components of the pulse generator primarily to the receive coil or antenna. Alternatively, the external pulse generator can be inductively connected directly to the radio electrode implanted near the nerve via electromagnetic waves.
IPGは、リード(使用の場合)および電極に繋げられている。リード(使用の場合)は、電気非伝導性の被膜によって周囲から絶縁された、電気伝導性の線の束である。リード線は、IPGを刺激電極に接続し、これによりエネルギーパルスが神経に送られる。単一の線でIPGを電極に接続することができ、または線束でIPGを電極に接続することもできる。線束は編まれていてもいなくてもよい。線束は、信頼性と耐久性を高めることから好ましい。あるいは、螺旋状の線アセンブリは、リードの屈曲および引張に対する耐久性を改善するために利用することができる。 The IPG is connected to a lead (if used) and an electrode. A lead (if used) is a bundle of electrically conductive wires that are insulated from their surroundings by an electrically non-conductive coating. The lead connects the IPG to the stimulation electrode, which sends an energy pulse to the nerve. A single wire can connect the IPG to the electrode, or a wire bundle can connect the IPG to the electrode. The wire bundle may or may not be knitted. Wire bundles are preferred because they increase reliability and durability. Alternatively, a helical wire assembly can be utilized to improve the resistance to lead bending and tension.
電極は、好ましくは白金または白金−イリジウムリボンまたは図6に示すようなリングである。電極は、周囲の組織および神経と電気的に繋げられることが可能である。電極は、カテーテル様のリードアセンブリを取り囲むことができる。遠位の電極は、丸みを帯びたキャップを端部に形成して弾丸鼻部形状を創出することができる。好ましくは、この電極は陰極としての役割を果たす。このタイプのリードは、2〜4のリング電極を含むことができ、各リング電極の幅はおよそ1.0からおよそ10.0mmで、2.0から5.0mmの距離なら何処で離間していてもよい。カテーテルリード電極アセンブリは、イントロデューサを使用した経皮的な設置を円滑にするように、およそ0.5mmからおよそ1.5mmの外径を有するとよい。 The electrodes are preferably platinum or platinum-iridium ribbons or rings as shown in FIG. The electrodes can be electrically connected to surrounding tissues and nerves. The electrode can surround a catheter-like lead assembly. The distal electrode can be formed with a rounded cap at the end to create a bullet nose shape. Preferably, this electrode serves as the cathode. This type of lead can include 2 to 4 ring electrodes, with each ring electrode having a width of approximately 1.0 to approximately 10.0 mm, separated by a distance of 2.0 to 5.0 mm. May be. The catheter lead electrode assembly may have an outer diameter of about 0.5 mm to about 1.5 mm to facilitate percutaneous placement using an introducer.
あるいは、当業者に知られているように、螺旋状またはカフ電極が使用される。螺旋状またはカフ電極は、リードが神経から離れるように動くのを防ぐことができる。螺旋状の電極は、神経損傷および虚血の機会が減じられ得るので、設置条件によっては最適であるかもしれない。 Alternatively, spiral or cuff electrodes are used as is known to those skilled in the art. A spiral or cuff electrode can prevent the lead from moving away from the nerve. Spiral electrodes may be optimal depending on installation conditions, as opportunities for nerve damage and ischemia may be reduced.
発生器は、皮下、腹部内、または胸腔内、および/または当業者に知られているような適切な位置であれば何処にでも移植してよい。 The generator may be implanted subcutaneously, intraabdominally, or in the thoracic cavity, and / or any suitable location as known to those skilled in the art.
あるいは、外部高周波場に誘導的に繋げられた電極を備えることによって、無線システムを採用することができる。無線システムにより、線を利用したシステムで認められるリード破砕および移動などの問題が回避されるであろう。内臓神経に近接して無線電極を簡単に注入することを許容し、そしてリードの係留、トンネリングおよび皮下へのパルス発生器移植を回避することによって、移植の手法が簡略化されることにもなるであろう。 Alternatively, a wireless system can be employed by providing an electrode inductively coupled to an external high frequency field. Wireless systems will avoid problems such as lead crushing and movement, which are observed in systems that use wires. Allowing easy injection of wireless electrodes in close proximity to visceral nerves and avoiding lead mooring, tunneling and subcutaneous pulse generator implantation will also simplify the implantation procedure Will.
無線電極は、高周波信号を受信するコイル/コンデンサを含むものとされるであろう。高周波数信号は、電極に電気を供給するのに充分な電磁場を創出するデバイスによって発生されるであろう。それによって所望の刺激パラメータ(周波数、パルス幅、電流振幅、信号、導通/非導通時間等)も提供されるであろう。高周波数信号発生器は外部に装着するか、または皮下に移植することができる。電極は、組織または内臓神経に電気的に繋げるための金属成分も備えることになるであろう。金属成分は、白金または白金−イリジウム製とすることができる。あるいは、無線電極は高周波場によって荷電される電池を有することができ、これによってその後、高周波場のない区間で刺激が提供されることになる。 The wireless electrode would include a coil / capacitor that receives a high frequency signal. The high frequency signal will be generated by a device that creates an electromagnetic field sufficient to supply electricity to the electrodes. It will also provide the desired stimulation parameters (frequency, pulse width, current amplitude, signal, conduction / non-conduction time, etc.). The high frequency signal generator can be externally worn or implanted subcutaneously. The electrode will also comprise a metal component for electrical connection to the tissue or visceral nerve. The metal component can be made of platinum or platinum-iridium. Alternatively, the wireless electrode can have a battery that is charged by a high frequency field, which will then provide stimulation in the absence of the high frequency field.
神経の二極性の刺激は、陽性ノードとして働く一つの電極と、陰性ノードとして働く別の電極とを備えた複数の電極アセンブリで成し遂げることができる。このようにして、神経の賦活化は、遠心性、すなわち中枢神経系から遠位などといったように、主に一方向に(片側性)方向づけることができる。あるいは、神経カフ電極を使用することができる。Weinbergの米国特許第5,251,634号に記載の螺旋状のカフ電極が好ましい。カフアセンブリは同様に、複数の電極を備え、片側性の神経賦活化を方向付けて引き起こすことができる。 Neural bipolar stimulation can be accomplished with multiple electrode assemblies with one electrode acting as a positive node and another electrode acting as a negative node. In this way, nerve activation can be directed primarily in one direction (unilateral), such as efferent, ie, distal from the central nervous system. Alternatively, nerve cuff electrodes can be used. The helical cuff electrode described in Weinberg US Pat. No. 5,251,634 is preferred. The cuff assembly can also include multiple electrodes to direct and cause unilateral nerve activation.
単極性の刺激を実施することもできる。本明細書で用いる場合、単極性の刺激とはリード上の単一電極を使用することを意味し、IPGの金属シェル、またはIPGの別の外側部分が第一電極から離れて第二電極として機能する。このタイプの単極性の刺激は、特に電極が蛍光透視による可視化の下に経皮的に設置される場合に、二極性の刺激方法よりも内臓神経には好適であり得る。蛍光透視による観察下の経皮的な設置では、電極を神経に近接して設置することができない場合があり、それは二極性の刺激にとって好ましい可能性がある。単極性の刺激では、リード上の電極を遠隔のIPGの外側部分と電気的に繋げるために、より大きなエネルギー場が作り出され、この大きなエネルギー場の発生は、単一のリード電極と神経との緊密な接近がなくても、神経の賦活化をもたらすことができる。これによって、神経に「普通に接近」して設置された単一電極での刺激が成功裡に行われ、二極性の刺激に対して使用される「緊密な接近」よりも電極と神経との間に有意に大きな隔たりが存在することを意味している。電極と神経との間の許容し得る間隔の大きさは、遠隔電極と繋げるためにリード電極でオペレータが作り出すエネルギー場の実際の大きさに依存するに違いない。 Unipolar stimulation can also be performed. As used herein, unipolar stimulation means that a single electrode on the lead is used, and the IPG metal shell, or another outer portion of the IPG, is separated from the first electrode as the second electrode. Function. This type of unipolar stimulation may be more suitable for visceral nerves than bipolar stimulation methods, especially when the electrodes are placed percutaneously under fluoroscopic visualization. In percutaneous placement under fluoroscopic observation, the electrodes may not be placed close to the nerve, which may be preferable for bipolar stimulation. In unipolar stimulation, a larger energy field is created to electrically connect the electrode on the lead with the outer portion of the remote IPG, and this generation of large energy field is generated between the single lead electrode and the nerve. Even without close access, nerve activation can be brought about. This allows for successful stimulation with a single electrode placed “normally close” to the nerve, rather than the “close proximity” used for bipolar stimulation. This means that there is a significant gap between them. The size of the acceptable spacing between the electrode and the nerve must depend on the actual energy field created by the operator at the lead electrode to connect to the remote electrode.
複数の電極リードアセンブリにおいて、神経活動を感知するために電極のいくつかを使用することができる。この感知された神経活動は、刺激治療を開始する信号として役立つことができる。例えば、内臓神経における求心性活動電位は、摂食の開始に起因して創出されるものであり、これを感知してIPGを賦活化し、内臓神経の遠心性ニューロンの刺激を開始するのに使用することができる。感知された信号を受信およびフィルタリングするための適切な回路網および論理が、IPGにおいて使用されるであろう。 In multiple electrode lead assemblies, some of the electrodes can be used to sense neural activity. This sensed neural activity can serve as a signal to initiate stimulation therapy. For example, afferent action potentials in visceral nerves are created due to the onset of feeding and are used to sense this to activate IPG and initiate stimulation of efferent neurons in visceral nerves can do. Appropriate circuitry and logic for receiving and filtering the sensed signal will be used in the IPG.
内臓神経の分岐は副腎髄質を直接的に神経支配するので、内臓神経の電気的賦活化は血流へのカテコールアミン(エピネフリンおよびノルエピネフリン)の放出をもたらす。加えて、やはりエネルギー消費を高めるドーパミンおよびコルチゾールを放出させることができる。カテコールアミンは、約15%〜20%だけ、エネルギー消費を高めることができる。比較すると、肥満を処置するのに使用される薬剤であるサビトラミンは、わずかにおよそ3%〜5%だけ、エネルギー消費を高める。 Since visceral nerve branches directly innervate the adrenal medulla, electrical activation of the visceral nerve results in the release of catecholamines (epinephrine and norepinephrine) into the bloodstream. In addition, dopamine and cortisol can be released which also increases energy consumption. Catecholamines can increase energy consumption by about 15% to 20%. In comparison, sabitramine, a drug used to treat obesity, increases energy expenditure by only about 3% to 5%.
ノルエピネフリンおよびエピネフリンのヒト安静時静脈血レベルは、図7に示すように、それぞれおよそ25ピコグラム(pg)/ミリリットル(ml)および300pg/mlである。心拍数増加などの検出可能な生理的変化は、およそ1,500pg/mlのノルエピネフリンレベルおよびおよそ50pg/mlのエピネフリンレベルで起こる。ノルエピネフリンの静脈血レベルは、激しい運動の際に2,000pg/mlの高さに達し得すもので、またエピネフリンのレベルは激しい運動の際に400〜600pg/mlの高さに達し得る。穏やかな運動によれば、それぞれおよそ500pg/mlおよび100pg/mlのノルエピネフリンおよびエピネフリンレベルが得られる。肥満の処置のための電気的交感神経賦活化の際に、穏やかから激しい間の運動によるいずれかのカテコールアミンレベルを維持することが望ましい可能性がある。 Human resting venous blood levels of norepinephrine and epinephrine are approximately 25 picograms (pg) / milliliter (ml) and 300 pg / ml, respectively, as shown in FIG. Detectable physiological changes, such as increased heart rate, occur at norepinephrine levels of approximately 1,500 pg / ml and epinephrine levels of approximately 50 pg / ml. Norepinephrine venous blood levels can reach as high as 2,000 pg / ml during intense exercise, and epinephrine levels can reach as high as 400-600 pg / ml during intense exercise. Mild exercise results in norepinephrine and epinephrine levels of approximately 500 pg / ml and 100 pg / ml, respectively. During electrical sympathetic activation for the treatment of obesity, it may be desirable to maintain any catecholamine levels with moderate to intense exercise.
麻酔をかけられた動物で、内臓神経の電気的刺激は、0.3〜4.0μg/分のカテコールアミン放出/産生速度を成し遂げることができるように、約1Hzから約20Hzの範囲内で周波数依存的に血中カテコールアミンレベルを上昇させることが示されている。これらの速度は、400から600pg/mlの高さにまでエピネフリンの血漿濃度上昇させるのに充分であり、これは次いで、図8に示すように10%から20%のエネルギー消費の上昇をもたらすことができる。刺激の間、ノルエピネフリンに対するエピネフリンの比は65%対35%である。この比は、さらに高い周波数で刺激することによって変化させることができる。実施形態によっては、これはエネルギー消費の変更および/またはMAPの上昇の防止のために望ましいものである。 In anesthetized animals, visceral nerve electrical stimulation is frequency dependent in the range of about 1 Hz to about 20 Hz so that catecholamine release / production rates of 0.3-4.0 μg / min can be achieved. It has been shown to increase blood catecholamine levels. These rates are sufficient to increase the plasma concentration of epinephrine from 400 to 600 pg / ml, which then leads to an increase in energy consumption of 10% to 20% as shown in FIG. Can do. During stimulation, the ratio of epinephrine to norepinephrine is 65% to 35%. This ratio can be changed by stimulating at a higher frequency. In some embodiments, this is desirable for changing energy consumption and / or preventing MAP elevation.
ヒトでのエネルギー消費は、およそ1.5kcal/分から2.5kcal/分の範囲にある。2.0kcal/分のエネルギー消費のヒトにおいてこのエネルギー消費が15%増加すると、0.3kcal/分だけ消費が増加することになる。処置パラメータによっては、これはさらに1日で100から250kcalの消費、そして1年で36,000から91,000kcalの消費をもたらすことができる。1ポンドの脂肪は3500kcalなので、毎年10から26ポンドの体重減少が成し遂げられる。 Energy consumption in humans is in the range of approximately 1.5 kcal / min to 2.5 kcal / min. If this energy consumption increases by 15% in a human with an energy consumption of 2.0 kcal / min, the consumption will increase by 0.3 kcal / min. Depending on the treatment parameters, this can lead to an additional consumption of 100 to 250 kcal per day and 36,000 to 91,000 kcal per year. Since 1 pound of fat is 3500 kcal, a weight loss of 10 to 26 pounds is achieved each year.
増加したエネルギー消費は、脂肪および炭水化物代謝を燃料とするはずである。内臓神経の節後分枝は、肝臓および腹部の脂肪沈着を神経支配する。内臓神経の賦活化は、脂肪代謝および脂肪酸の遊離、さらにはグリコーゲン分解および肝臓からのグルコース放出をもたらすことができる。エネルギー消費の増加に繋がる脂肪代謝は、脂肪蓄積の正味の減少をもたらすことができる。 Increased energy consumption should be fueled by fat and carbohydrate metabolism. The retronodal branch of the visceral nerve innervates liver and abdominal fat deposition. Activation of visceral nerves can result in fat metabolism and fatty acid release, as well as glycogenolysis and glucose release from the liver. Fat metabolism leading to increased energy consumption can lead to a net decrease in fat accumulation.
実施形態によっては、血漿グレリンレベルで肥満治療を滴定することが望ましい。ヒトにおいて、静脈血グレリンレベルは、図9に示すようにおよそ250pg/mlから700pg/mlを上回る範囲にある。グレリンレベルは、1日を通して増減し、通常は食事の直前にピークレベルとなる。グレリンの急増は、食欲を刺激して摂食を導くと考えられる。グレリンの急増は基線レベルの1.5〜2.0倍ほどの高さであり得る。24時間の間の総グレリン産生は、患者のエネルギー状態に相関していると考えられる。エネルギー欠乏の状態をもたらす食事療法は、24時間でさらに高い総グレリンレベルを伴う。内臓神経刺激は、グレリン急増または急上昇を排除または実質的に抑えることが示されている。イヌのモデルにおいて、内臓神経刺激の前のグレリンレベルは、真昼に基線レベルのほぼ2.0倍の急増を示した。20Hzでおよそ60秒の導通時間、およそ120秒の非導通時間および筋肉攣縮の閾値の8倍のピーク電流強度での刺激を1週間行なった後では、この真昼の急増はほとんど排除された(図14)。さらに、この刺激により24時間での総グレリン生産が増加し、エネルギー欠乏状態(曲線下の基線面積=64.1×104、曲線下の刺激面積=104.1×104)を反映していた。肥満の処置において、内臓神経賦活化は、グレリン急増を抑えることと、至適な体重減少のために所望のエネルギー欠乏状態に達することで滴定することができる。エネルギー消費の上昇に匹敵する食糧摂取量の低下(すなわち、100から250kcal/日)は、1日あたり200から500の総kcal低下、1年あたり20から50ポンドの体重減少をもたらすことができる。 In some embodiments, it may be desirable to titrate obesity treatment with plasma ghrelin levels. In humans, venous blood ghrelin levels range from approximately 250 pg / ml to over 700 pg / ml as shown in FIG. Ghrelin levels increase and decrease throughout the day, usually peaking just before meals. The rapid increase in ghrelin is thought to stimulate appetite and lead to eating. The ghrelin surge can be as high as 1.5 to 2.0 times the baseline level. Total ghrelin production during 24 hours is thought to correlate with the patient's energy status. A diet that results in a state of energy deficiency is accompanied by higher total ghrelin levels in 24 hours. Visceral nerve stimulation has been shown to eliminate or substantially suppress ghrelin surges or spikes. In the canine model, ghrelin levels prior to visceral nerve stimulation showed a sharp increase of approximately 2.0 times baseline levels at midday. After a week of stimulation at 20 Hz with a conduction time of approximately 60 seconds, a non-conduction time of approximately 120 seconds and a peak current intensity of 8 times the threshold of muscle spasm, this midday surge was almost eliminated (FIG. 14). Furthermore, this stimulation increased total ghrelin production at 24 hours, reflecting an energy deficit state (baseline area under the curve = 64.1 × 104, stimulation area under the curve = 104.1 × 104). In the treatment of obesity, visceral nerve activation can be titrated by suppressing the ghrelin surge and reaching the desired energy deficit state for optimal weight loss. A decrease in food intake comparable to an increase in energy consumption (ie, 100 to 250 kcal / day) can result in a total kcal decrease of 200 to 500 per day and a weight loss of 20 to 50 pounds per year.
麻酔をかけられた動物において、内臓神経の電気的賦活化はインスリン分泌を低減させることも示されている。肥満において、インスリンレベルは上昇していることが多く、インスリン抵抗性糖尿病(II型)は一般的なものである。内臓神経賦活化によるインスリン分泌のダウンレギュレーションは、インスリン抵抗性糖尿病を是正する一助となり得る。 In anesthetized animals, electrical activation of visceral nerves has also been shown to reduce insulin secretion. In obesity, insulin levels are often elevated and insulin resistant diabetes (type II) is common. Down-regulation of insulin secretion by visceral nerve activation can help correct insulin-resistant diabetes.
大内臓神経の賦活化のためのリード/電極アセンブリの移植は、図10に示すようにイントロデューサを使用して、経皮的に成し遂げられることが好ましい。イントロデューサは、胸脊柱のT9−T12レベルで肋骨パラ−正中線の間に皮膚を通して後方へ設置される、中空の針様デバイスであり得る。必要に応じて、内臓神経の両側での電極設置を可能にするには、腹臥患者での後方設置が好ましい。針の設置は、蛍光透視、超音波、またはCTスキャンを使用してガイドすることができる。MAPまたは筋肉攣縮の上昇についてモニターしながら、エネルギーパルスをイントロデューサに電気的に提供して神経を賦活化することによって、内臓神経の近くでイントロデューサにより感知することができる。イントロデューサの先端に送達されたエネルギーを集中させるために、イントロデューサの先端以外はすべて、電気的に隔離することができる。MAPまたは筋肉攣縮の上昇を引き起こすのに使用される電流振幅が低いほど、イントロデューサの先端に神経が近づけられることになる。好ましくは、イントロデューサの先端は刺激のための陰極としての役割を果たす。あるいは、胃の電気的刺激のために、患者の胃の中に刺激内視鏡を設置することができる。胃の中で創出された誘発電位は、イントロデューサにより内臓神経にて感知することができる。脊髄神経への損傷を回避するために、イントロデューサは、電気的に賦活化している末梢知覚神経によって創出された誘発電位を感知することができる。あるいは、誘発電位を肋間神経下部または腹部神経上部において創出して、内臓で感知することができる。イントロデューサが神経に近接すると、カテーテル型のリード電極アセンブリが、イントロデューサを通じ、且つ神経に隣接して挿入されることになるであろう。あるいは、無線の、高周波数電池で荷電された電極を、イントロデューサを通じて進めて神経に並んで留置させる。いずれの場合にあっても、神経の刺激と、MAPまたは筋肉攣縮の上昇のモニタリングを使用して、電極の設置を確かめることができる。 Implantation of the lead / electrode assembly for activation of the visceral nerve is preferably accomplished percutaneously using an introducer as shown in FIG. The introducer can be a hollow needle-like device placed posteriorly through the skin between the rib para-midline at the T9-T12 level of the thoracic spine. In order to enable electrode placement on both sides of the visceral nerve as needed, posterior placement in a prone patient is preferable. Needle placement can be guided using fluoroscopy, ultrasound, or CT scan. It can be sensed by the introducer in the vicinity of the visceral nerve by activating the nerve by electrically providing energy pulses to the introducer while monitoring for an increase in MAP or muscle spasm. All but the introducer tip can be electrically isolated to concentrate the energy delivered to the introducer tip. The lower the current amplitude used to cause an increase in MAP or muscle spasm, the closer the nerve will be to the tip of the introducer. Preferably, the introducer tip serves as a cathode for stimulation. Alternatively, a stimulation endoscope can be placed in the patient's stomach for electrical stimulation of the stomach. The evoked potential created in the stomach can be sensed in the visceral nerve by the introducer. In order to avoid damage to the spinal nerves, the introducer can sense evoked potentials created by peripheral sensory nerves that are electrically activated. Alternatively, evoked potentials can be created in the lower intercostal or upper abdominal nerve and sensed in the viscera. When the introducer is in close proximity to the nerve, a catheter-type lead electrode assembly will be inserted through the introducer and adjacent to the nerve. Alternatively, a wireless, high frequency battery charged electrode is advanced through the introducer and placed in line with the nerve. In either case, nerve stimulation and monitoring of MAP or muscle spasm elevation can be used to verify electrode placement.
電極が設置されると、筋肉攣縮に対する閾値に達するまで、50から500μ秒のパルス幅、および周波数1Hzで電流振幅が増加されることになるであろう。電流振幅は、この筋肉攣縮の閾値をわずかに上回るかわずかに下回るように設定することができる。所望の電流振幅を確認した後、治療の刺激のためにパルス幅は2.5倍の高さにまで増加させることができ、周波数は40Hzまで上昇させることができる。リード(使用される場合)およびIPGは、患者の背部または横腹に皮下に移植されるであろう。リードは、脱離を回避するために適切に固定される。小内臓神経および最小内臓神経もまた、前記の手順に従い、リード/電極の設置によって、それらが内臓神経に近接しているので、ある程度賦活化され得る。 Once the electrodes are installed, the current amplitude will be increased at a pulse width of 50 to 500 μs and a frequency of 1 Hz until the threshold for muscle spasm is reached. The current amplitude can be set slightly above or slightly below this muscle spasm threshold. After confirming the desired current amplitude, the pulse width can be increased to 2.5 times higher for therapeutic stimulation and the frequency can be increased to 40 Hz. The lead (if used) and IPG will be implanted subcutaneously on the patient's back or flank. The lead is properly secured to avoid detachment. Small visceral nerves and minimal visceral nerves can also be activated to some extent by the placement of leads / electrodes as they are in close proximity to the visceral nerves according to the procedure described above.
リード電極アセンブリの経皮的な設置は、直接的またはビデオを助けとした可視化を使用して向上させることができる。光学ポートをイントロデューサに導入することができる。神経が可視化されれば、チャンネルによって、電極リードアセンブリの挿入および定位を許容することができる。あるいは、イントロデューサが神経へ進んでいくのを見るために、経皮の内視鏡を胸腔内に挿入することができる。壁側肺肋膜は比較的透明であり、神経およびイントロデューサが椎体に沿って走行しているのを認めることができる。腹臥の患者では、肺が重力により前方に引っ張られて、内視鏡用および観察用の空間が作り出されている。これによって、片肺換気の必要性を回避することができる。必要に応じ、観察用の空間を与えるために一方の肺をつぶすことができる。これは、二分岐気管内チューブを使用して実施される、一般的で安全な手段である。内視鏡を側方に設置することもでき、CO2の陽圧を横隔膜を押し下げるために使用し、これによって肺の崩壊を観察および回避するための空間を作り出すことができる。 Percutaneous placement of the lead electrode assembly can be improved using direct or video assisted visualization. An optical port can be introduced into the introducer. If the nerve is visualized, the channel can allow insertion and localization of the electrode lead assembly. Alternatively, a percutaneous endoscope can be inserted into the thoracic cavity to see the introducer proceeding into the nerve. The parietal pulmonary pleura is relatively transparent and nerves and introducers can be seen running along the vertebral bodies. In prone patients, the lungs are pulled forward by gravity to create an endoscope and observation space. This avoids the need for single lung ventilation. If necessary, one lung can be collapsed to provide space for observation. This is a common and safe means implemented using a bifurcated endotracheal tube. The endoscope can also be placed laterally and the positive pressure of CO 2 can be used to push the diaphragm down, thereby creating a space for observing and avoiding lung collapse.
あるいは、椎骨のおおよそT4からT11までの交感神経鎖神経節に沿って、刺激電極を設置することができる。この移植は、前記と同様の経皮的な方法にて成し遂げることができる。これによって、より普遍的な交感神経系の賦活化が起こるであろうが、内臓神経を含むニューロンの賦活化もそれに含まれるはずである。 Alternatively, a stimulation electrode can be placed along the sympathetic ganglion from approximately T4 to T11 of the vertebra. This transplantation can be accomplished by a percutaneous method similar to that described above. This will result in a more universal activation of the sympathetic nervous system, but should also include activation of neurons, including visceral nerves.
あるいは、腹腔神経節におけるシナプス形成の直前に、腹大動脈上で腹膜後に存在する内臓神経の一部の上に、リード/電極アセンブリを腹腔内設置することができる。この領域における神経への接近は、典型的な腹腔鏡手術手技を使用して腹腔鏡下に、または開腹術を採用して成し遂げることができる。カフ電極を、片側性または両側性に神経を取り囲むために使用することができる。リードは、横隔膜の脚に係留することができる。カフまたはパッチ電極も、片側性または両側性に腹腔神経節に取り付けることができる。リード電極アセンブリを胸部領域内に移植することで、交感神経系の内臓神経分枝に同様の賦活化が起こされるであろう。 Alternatively, the lead / electrode assembly can be placed intraperitoneally on a portion of the visceral nerve that is present retroperitoneally on the abdominal aorta just prior to synapse formation in the celiac ganglion. Access to the nerve in this area can be accomplished laparoscopically using typical laparoscopic surgical techniques or by employing laparotomy. Cuff electrodes can be used to surround the nerve unilaterally or bilaterally. The lead can be tethered to the diaphragm leg. Cuff or patch electrodes can also be attached to the celiac ganglion unilaterally or bilaterally. Implanting the lead electrode assembly into the thoracic region will cause similar activation of the visceral nerve branch of the sympathetic nervous system.
代替的なリード/電極の設置は、経静脈的なアプローチである。図10に示す奇静脈への内臓神経の近接(特に、右内臓神経と右奇静脈)のために、この血管の中にリード/電極アセンブリを配置することによって変調を成し遂げることができる。静脈系および奇静脈への接近は、標準的な技術を使用して、鎖骨下静脈を介して行うことができる。電極/リードアセンブリは、カテーテル上に実装することができる。ガイドワイヤを使用して、カテーテルを奇静脈内に配置することができる。リード/電極アセンブリは、ステントなどの拡張可能な部材を含むものとされよう。電極をステントに取り付け、その拡張可能な部材のバルーンの拡大を用いて、エネルギー送達が神経まで移送され得るように、血管壁に対して押し付けることができる。拡張可能な部材は、血管内での電極リードアセンブリの固定を許容するものである。IPGおよび脈管構造の外側にあるリードの残部は、心臓ペースメーカーと同様の方法で皮下に移植される。 Alternative lead / electrode placement is a transvenous approach. Due to the proximity of the visceral nerve to the azygous vein shown in FIG. 10 (particularly the right visceral nerve and the right azygous vein), modulation can be achieved by placing a lead / electrode assembly in this blood vessel. Access to the venous system and the azygous vein can be made via the subclavian vein using standard techniques. The electrode / lead assembly can be mounted on the catheter. A guidewire can be used to place the catheter in the aortic vein. The lead / electrode assembly will include an expandable member such as a stent. An electrode can be attached to the stent and pressed against the vessel wall so that energy delivery can be transferred to the nerve using the balloon expansion of its expandable member. The expandable member allows for fixation of the electrode lead assembly within the blood vessel. The remainder of the lead outside the IPG and vasculature is implanted subcutaneously in a manner similar to a cardiac pacemaker.
実施形態によっては、神経刺激用の装置は、磁場に曝されている間の以下の効果、すなわち、(a)電流誘導およびその結果引き起こされる熱効果および装置内の電子機器の潜在的な異常、ならびに(b)ローレンツ力に起因する装置の動き、の効果に対する装置の感受性がより低くなるように、遮蔽するか、または磁気共鳴映像法(MRI)デバイスと適合可能にすることができる。このタイプの磁気遮蔽は、例えばナノ磁石であるか、または炭素複合被覆剤を利用する発生器および/または電極用の材料を使用することによって成し遂げることができる。このような技術は、米国特許第6、506,972号および6,673,999号、ならびに2002年12月5日に公開の米国特許出願第2002/0183796号、2003年10月16日に公開の米国特許出願第2003/0195570号、および2002年10月10日に公開の米国特許出願第2002/0147470号に記載されている。これらすべての引用文献の全体は、引用することによって本明細書に援用することとする。 In some embodiments, the device for neural stimulation has the following effects during exposure to a magnetic field: (a) current induction and the resulting thermal effects and potential abnormalities of electronics within the device, And (b) can be shielded or compatible with magnetic resonance imaging (MRI) devices such that the device is less sensitive to the effects of device movement due to Lorentz forces. This type of magnetic shielding can be accomplished, for example, by using a material for the generator and / or electrode that is a nanomagnet or utilizes a carbon composite coating. Such techniques are described in U.S. Patent Nos. 6,506,972 and 6,673,999, and U.S. Patent Application No. 2002/0183796 published Dec. 5, 2002, published Oct. 16, 2003. U.S. Patent Application No. 2003/0195570, and U.S. Patent Application No. 2002/0147470 published Oct. 10, 2002. The entirety of all these cited references is incorporated herein by reference.
本発明を概説することを目的として、発明の特定の側面、利点、および新規の特徴を本明細書で説明してきた。本発明の特定の実施形態のいずれかに従って、必ずしもすべての利点が成し遂げられるわけではないことは理解されるべきである。よって、本発明は、本明細書において教示または示唆される他の利点を必ずしも達成することがなくても、本明細書において教示される一つの利点または一群の利点を達成または最適化するように、実施または実行されるとよい。 For purposes of overviewing the present invention, certain aspects, advantages, and novel features of the invention have been described herein. It should be understood that not all advantages are achieved in accordance with any of the specific embodiments of the invention. Thus, the present invention seeks to achieve or optimize one or a group of advantages taught herein without necessarily achieving the other advantages taught or suggested herein. May be implemented or implemented.
本発明の特定の側面および実施形態を記載してきたが、これらは例として示されているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。実際に、本明細書に記載の新規な方法およびシステムは、その精神を逸脱することなく種々の形態にて実施されてもよい。添付の特許請求の範囲およびその等価のものは、本発明の範囲および精神の中に入る形態または変更を網羅することが意図される。 While specific aspects and embodiments of the invention have been described, these are given by way of example only and are not intended to limit the scope of the invention. Indeed, the novel methods and systems described herein may be implemented in a variety of forms without departing from the spirit thereof. The appended claims and their equivalents are intended to cover forms or modifications that fall within the scope and spirit of the present invention.
Claims (78)
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行い、
該刺激パターンは、刺激強度、導通時間、および非導通時間を含み、且つ
該刺激パターンは、前記非導通時間に対する前記導通時間の比が約0.75以下になるように設定されている方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
According to the set stimulation pattern so as to provide a weight loss of net in a mammal, the electric electrically activating the generator to set the electrode to electrically stimulate the splanchnic nerve in mammals visceral nerve in mammals The process of sending a signal,
The stimulation pattern includes stimulation intensity, conduction time, and non-conduction time, and the stimulation pattern is set such that a ratio of the conduction time to the non-conduction time is about 0.75 or less.
制御手段が、
刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、第一期間の間に内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程と、
該刺激パターンは、刺激強度を含み、且つ第一期間中に該哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定されており、且つ
第二期間中に該哺乳類の正味の体重が減少するように、該第二期間の間に前記内臓神経の前記電気的賦活化が低減または停止する電気信号を電極に発生器から送る工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Sending an electrical signal from a generator to an electrode configured to electrically stimulate a visceral nerve in a mammal according to a stimulation pattern to electrically activate the visceral nerve during a first period ;
The stimulation pattern includes stimulation intensity and is set to provide a net weight loss in the mammal during the first period, and so that the mammal's net weight decreases during the second period, method for performing the step of sending an electrical signal to the electrodes from a generator, wherein the electrical activation of the splanchnic nerve during said second period is reduced or stopped.
制御手段が、
刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、約24時間以内の第一期間の間に内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程と、
該刺激パターンは、刺激強度を含み、且つ該哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定されており、且つ
前記約24時間以内の第二期間の間に前記内臓神経の前記電気的賦活化を停止する電気信号を電極に発生器から送る工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Sending an electrical signal from a generator to an electrode configured to electrically stimulate a visceral nerve in a mammal according to a stimulation pattern to electrically activate the visceral nerve during a first period of less than about 24 hours. When,
The stimulation pattern includes stimulation intensity and is set to result in net weight loss in the mammal, and the electrical activation of the visceral nerve during the second period within about 24 hours. A method of performing a process of sending an electrical signal to be stopped from a generator to an electrode .
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行い、
該刺激パターンは、刺激強度および周波数を含み、且つ
骨格筋攣縮を最小限に抑えるために該周波数は約15Hz以上である方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
An electrical signal that electrically activates the visceral nerve from the generator to an electrode set to electrically stimulate the visceral nerve in the mammal according to a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal. perform the step of sending,
The method wherein the stimulation pattern includes stimulation intensity and frequency, and the frequency is about 15 Hz or more to minimize skeletal muscle spasm.
制御手段が、
刺激強度および周波数を含む刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を含み、該刺激パターンは、胃腸管からの食物の吸収を低下させて、該哺乳類における糞便排出量の増加をもたらすように設定される方法。 A method of controlling a device for causing weight loss, comprising:
The control means
Sending an electrical signal from a generator to an electrode configured to electrically stimulate a visceral nerve in a mammal according to a stimulation pattern including a stimulation intensity and frequency, and electrically stimulating the visceral nerve A method wherein the pattern is set to reduce the absorption of food from the gastrointestinal tract resulting in an increase in fecal output in the mammal.
制御手段が、
哺乳類において横隔膜より上の内臓神経の近傍に設置された電極に、発生器から内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行う方法。A method for treating a condition controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
How to do the electrodes provided in the vicinity of the splanchnic nerve above the diaphragm in a mammal, the step of sending an electric signal for electrically activating the splanchnic nerve from the generator.
制御手段が、前記内臓神経に取り付けた該電極に電気信号を送ることを行う請求項49記載の方法。The electrode is helical or has a cuff;
52. The method of claim 49 , wherein the control means sends an electrical signal to the electrode attached to the visceral nerve.
制御手段が、
哺乳類の内臓神経の近傍にて、該哺乳類の血管内に設置された電極に、発生器から前記内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
A method of performing a step of sending an electrical signal for electrically activating the visceral nerve from a generator to an electrode installed in a blood vessel of the mammal in the vicinity of the visceral nerve of the mammal.
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行い、
該刺激パターンは、導通時間を含み、且つ
該導通時間は、制御手段によって該哺乳類の血圧に基づいて調整される方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
According to the set stimulation pattern so as to provide a weight loss of net in a mammal, the electric electrically activating the generator to set the electrode to electrically stimulate the splanchnic nerve in mammals visceral nerve in mammals The process of sending a signal,
The stimulation pattern includes a conduction time, and the conduction time is adjusted by control means based on the blood pressure of the mammal.
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、該哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行い、
該刺激パターンは、導通時間を含み、且つ
該導通時間は、制御手段によって該哺乳類における血漿PYY濃度に基づいて調整される方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Electrically activate the visceral nerve in the mammal from the generator to the electrode set to electrically stimulate the visceral nerve in the mammal according to a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal Perform the process of sending electrical signals,
The stimulation pattern includes conduction time, and the conduction time is adjusted by a control means based on plasma PYY concentration in the mammal.
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、該哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行い、
該刺激パターンは、導通時間を含み、且つ
該導通時間は、制御手段によって該哺乳類における血漿グレリン濃度に基づいて調整される方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Electrically activate the visceral nerve in the mammal from the generator to the electrode set to electrically stimulate the visceral nerve in the mammal according to a stimulation pattern set to result in a net weight loss in the mammal Perform the process of sending electrical signals,
The stimulation pattern includes conduction time, and the conduction time is adjusted by a control means based on plasma ghrelin concentration in the mammal.
制御手段が、
刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、該哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行い、
該刺激パターンは、電流振幅を含み、
該電流振幅は、センサで感知された該哺乳類における骨格筋攣縮に基づいて制御手段によって調整される方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
According to a stimulation pattern, performing an electrical signal from a generator to an electrode set to electrically stimulate a visceral nerve in a mammal to electrically activate the visceral nerve in the mammal ;
The stimulation pattern includes current amplitude;
The method wherein the current amplitude is adjusted by control means based on skeletal muscle spasm in the mammal sensed by a sensor .
制御手段が、
刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、該哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程と、
該刺激パターンは、電流振幅およびパルス幅を含み、
該電流振幅は、該哺乳類において骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに増加され、
センサで感知される前記骨格筋攣縮が低減または停止するまで、前記電流振幅を前記第一レベルまたは前記第一レベル近くに保つ工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Sending an electrical signal from a generator to an electrode configured to electrically stimulate a visceral nerve in a mammal according to a stimulation pattern to electrically activate the visceral nerve in the mammal ;
The stimulation pattern includes current amplitude and pulse width;
The current amplitude is increased to a first level where skeletal muscle spasm begins to occur in the mammal;
Until the skeletal muscle spasm is sensed by the sensor is reduced or stopped, the method of performing the step of keeping the current amplitude near the first level or said first level.
制御手段が、
刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程と、
該刺激パターンは、電流振幅およびパルス幅を含み、
該電流振幅は、該哺乳類において骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに増加され、
該電流振幅を略前記第一レベルまたは前記第一レベル以下に保ちつつ、前記パルス幅を増加させる工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Sending an electrical signal from a generator to electrically activate a visceral nerve to an electrode configured to electrically stimulate the visceral nerve in a mammal according to a stimulation pattern ;
The stimulation pattern includes current amplitude and pulse width;
The current amplitude is increased to a first level where skeletal muscle spasm begins to occur in the mammal;
A method of performing the step of increasing the pulse width while maintaining the current amplitude substantially at the first level or below the first level.
哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極、
該電極に電気信号を送るように設定された発生器、および
該発生器と電気的に導通しているセンサを含み、該センサは筋肉攣縮を感知するように設定されており、
該デバイスは刺激パターンに従って前記内臓神経を電気的に刺激するようにプログラムされており、該刺激パターンは電流振幅およびパルス幅を含み、
該デバイスはさらに、骨格筋攣縮が起こり始める第一レベルに前記電流振幅を増加させ、且つ該骨格筋攣縮が低減または停止するまで、前記電流振幅を前記第一レベルまたは前記第一レベル近くに一時的に保持するようにプログラムされているデバイス。A device for treating a medical condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
Electrodes configured to electrically stimulate visceral nerves in mammals,
A generator configured to send an electrical signal to the electrode, and a sensor in electrical communication with the generator, the sensor configured to sense muscle spasm,
The device is programmed to electrically stimulate the visceral nerve according to a stimulation pattern, the stimulation pattern including a current amplitude and a pulse width;
The device further increases the current amplitude to a first level where skeletal muscle spasm begins to occur and temporarily reduces the current amplitude to or near the first level until the skeletal muscle spasm is reduced or stopped. A device that is programmed to hold on to it.
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、該哺乳類の血圧の実質的な上昇を回避しつつ、該哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
Avoid substantial increases in blood pressure in mammals, from generators to electrodes set to electrically stimulate visceral nerves in mammals according to stimulation patterns set to result in net weight loss in mammals while, a method of performing the step of sending an electric signal for electrically activating the splanchnic nerve in said mammal.
制御手段が、
哺乳類における正味の体重減少をもたらすように設定された刺激パターンに従って、哺乳類で内臓神経を電気的に刺激するように設定された電極に発生器から、該哺乳類における骨格筋攣縮の延長を回避しつつ、該哺乳類で内臓神経を電気的に賦活化する電気信号を送る工程を行う方法。 A method of controlling a device for treating a condition that is obesity, eating disorders, gastrointestinal tract disease, or type II diabetes ,
The control means
According to the stimulation pattern set to result in net weight loss in the mammal, from the generator to the electrode set to electrically stimulate the visceral nerve in the mammal, while avoiding prolonged skeletal muscle spasm in the mammal the method of performing the step of sending an electric signal for electrically activating the splanchnic nerve in said mammal.
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